'Depositamos ¨¢tomos sobre una red de luz para hacer un ordenador cu¨¢ntico'

Futuro

Acostumbrado a pensar en el ¨¢mbito del universo cu¨¢ntico, donde el sentido com¨²n no es aplicable, Ignacio Cirac (espa?ol, 36 a?os) puede, sin embargo, hablar de computaci¨®n y comunicaci¨®n cu¨¢ntica sin que parezca algo extra?o a la experiencia normal, recurriendo apenas a t¨¦rminos ineludibles como superposici¨®n de estados, entrelazamiento de ¨¢tomos, coherencia o qubit (el bit cu¨¢ntico). Cirac es uno de los f¨ªsicos te¨®ricos m¨¢s prestigiosos en este ¨¢rea y su carrera ha dado un nuevo paso tras ser fichado por el Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica, en Alemania. Ha participado en el Congreso Tendencias en Nanotecnolog¨ªa (TNT 2002), en Santiago de Compostela.

Las reglas de la mec¨¢nica cu¨¢ntica, conocidas desde hace ya un siglo y aplicables al dominio de lo muy peque?o -mol¨¦culas, ¨¢tomos y part¨ªculas subat¨®micas-, se empiezan ahora a intentar dominar, de la mano de la tecnolog¨ªa. Para Cirac, la f¨ªsica cu¨¢ntica es m¨¢s poderosa que la cl¨¢sica pero es tambi¨¦n m¨¢s dif¨ªcil de tratar y s¨®lo cuando se logre dominar se podr¨¢ pensar en la sustituci¨®n de la segunda por la primera en ¨¢reas como la computaci¨®n.

'No hay suficientes part¨ªculas en el universo para hacer algunos c¨¢lculos'

'Ya existen sistemas de comunicaci¨®n cu¨¢ntica para mensajes secretos'

Pregunta. ?Por qu¨¦ ha dejado la Universidad de Innsbruck, donde estaba desde 1995 como catedr¨¢tico y trabajaba con su antiguo supervisor Peter Z?ller?

Respuesta. Me ofrecieron una plaza de director en el Instituto Max Planck de ?ptica Cu¨¢ntica, y es una de las m¨¢s prestigiosas en mi campo; no pod¨ªa decir que no. Lleva adjunta muchas facilidades, para investigar, para viajar, as¨ª que me cambi¨¦, aunque yo en Innsbruck estaba muy bien.

P. ?En qu¨¦ campos est¨¢ trabajando ahora con su nuevo equipo?

R. Somos una docena de personas y trabajamos en tres temas, aplicados o te¨®ricos. Uno es la informaci¨®n cu¨¢ntica: utilizar las leyes de la mec¨¢nica cu¨¢ntica, que creemos que retratan muy bien la naturaleza, para hacer ordenadores m¨¢s eficientes y comunicaciones m¨¢s eficientes. Otro es el estudio de gases a baja temperatura, como el condensado de Bose Einstein, tema el a?o pasado del premio Nobel. Y el tercer tema es m¨¢s te¨®rico: elaborar teor¨ªas matem¨¢ticas relacionadas con la informaci¨®n cu¨¢ntica que ser¨¢n necesarias cuando estemos ya utilizando estos sistemas.

P. ?Se considera un te¨®rico?

R. S¨ª, soy un te¨®rico pero casi siempre hago cosas que tienen inter¨¦s experimental.

P. En el congreso se ha llegado a decir que se deber¨ªa pasar directamente a desarrollar la computaci¨®n cu¨¢ntica, tan diferente de la cl¨¢sica -la de los ceros y unos-, sin intentar en paralelo mejorar la cl¨¢sica con la nanotecnolog¨ªa.

R. Me parece una exageraci¨®n. Cuando podamos construir ordenadores cu¨¢nticos suficientemente grandes podr¨¢n hacer mucho m¨¢s que los ordenadores actuales, m¨¢s r¨¢pida y m¨¢s eficientemente. Lo que pasa es que no sabemos si vamos a tardar cinco a?os o 10 o 20 o 50. Invertir en una sola tecnolog¨ªa no tiene sentido. Hay que seguir desarrollando las otras tecnolog¨ªas hasta su l¨ªmite. Todo es importante y no se puede pedir que todos tengamos un ordenador cu¨¢ntico dentro de cinco a?os en nuestras casas. Pero en el futuro quiz¨¢s s¨ª podamos aprovechar esta nueva tecnolog¨ªa.

P. Pero en computaci¨®n cu¨¢ntica tampoco est¨¢ clara la direcci¨®n. Parece haber muchas tecnolog¨ªas distintas, como la polarizaci¨®n de fotones, el esp¨ªn de los electrones...

R. Existen distintas tecnolog¨ªas, distintas formas en las cuales se podr¨ªa almacenar y procesar la informaci¨®n. Hay varios sistemas f¨ªsicos que parecen posibles y los m¨¢s avanzados son los at¨®micos. Un ordenador cu¨¢ntico se basar¨ªa en ¨¢tomos o mol¨¦culas, pero manejar muchos ¨¢tomos es muy dif¨ªcil. Para hacer estos ordenadores m¨¢s grandes posiblemente se recurrir¨ªa a los circuitos electr¨®nicos avanzados, los que saldr¨¢n de los avances en nanotecnolog¨ªa. Ya hay un prototipo de circuito electr¨®nico cu¨¢ntico, pero es un campo abierto, no se sabe qu¨¦ tecnolog¨ªa va a ser la mejor.

P. ?Y en comunicaci¨®n cu¨¢ntica?

R. Normalmente se utiliza la luz, donde la informaci¨®n la transmiten los fotones [los cuantos de luz] y eso ya est¨¢ funcionando, en fibras ¨®pticas normales. Se ha demostrado que es posible la transmisi¨®n de los estados cu¨¢nticos de los fotones y aprovechar las propiedades de la mec¨¢nica cu¨¢ntica hasta 67 kil¨®metros de distancia. Pero, por ahora, s¨®lo se aprovecha en criptograf¨ªa, para enviar mensajes secretos en distancias todav¨ªa cortas. Son sistemas que han avanzado mucho en 10 a?os, aunque son muy caros todav¨ªa, en los cuales es imposible que alguien intente acceder a la informaci¨®n sin que el que la recibe lo sepa.

P. ?Qu¨¦ proyecto podr¨ªa destacar de los que lleva?

R. Estamos trabajando en un ordenador cu¨¢ntico ¨®ptico, en el que la idea es crear con l¨¢seres en el espacio una estructura cruzada de luz de forma que cuando se introduzcan ¨¢tomos se queden all¨ª en posiciones determinadas y una vez que est¨¢n as¨ª sustentados se puede mover la luz un poco y hacer computaciones cu¨¢nticas. ?ste no ser¨ªa el llamado ordenador cu¨¢ntico universal que podr¨ªa hacer todo tipo de computaciones. Ser¨ªa para hacer simulaciones de procesos cu¨¢nticos, cosas que ning¨²n ordenador actual ni futuro podr¨ªa hacer porque la forma de procesar es distinta. Por ejemplo, predecir el tiempo meteorol¨®gico o modelar un circuito electr¨®nico lo podr¨ªa hacer un ordenador cu¨¢ntico en segundos, mientras que los c¨¢lculos normales en algunos casos son imposibles de resolver porque no hay suficientes part¨ªculas en el universo para almacenar los datos que se necesitan.

P. ?Qu¨¦ aspecto tendr¨ªa este ordenador?

R. Bueno, trabajamos con prototipos, claro. Ahora, son habitaciones oscuras en las cuales hay una mesa ¨®ptica,que no tiene vibraciones, y en ella hay l¨¢seres que emiten luz a trav¨¦s de muchas lentes y sus rayos se focalizan en una c¨¢mara de vac¨ªo dentro de la cual se forma la red ¨®ptica. Se van depositando lentamente ¨¢tomos sobre esta red y, encendiendo y apagando l¨¢seres, controlados por ordenador, se pueden hacer las operaciones cu¨¢nticas.

P. El condensado de Bose Einstein es un nuevo estado de la materia, ?qu¨¦ posibilidades presenta?

R. Las posibilidades cient¨ªficas son grandes, es un tema muy interesante, que adem¨¢s se ha ramificado. En cuanto a aplicaciones, hay posibilidades pero no sabemos c¨®mo van a ser de competitivas. Se pueden utilizar los condensados para hacer medidas de alta precisi¨®n, de distancia o de tiempo. Se puede mejorar la precisi¨®n del GPS [Sistema de Posicionamiento Global], por ejemplo, de forma que los coches podr¨ªan circular solos, o se podr¨ªa conseguir litograf¨ªa at¨®mica, pero todav¨ªa no lo sabemos.

P. ?Cu¨¢l es su relaci¨®n con la ciencia espa?ola?

R. Hay espa?oles en mi grupo y vengo a congresos. Volver a Espa?a est¨¢, sin embargo, muy dif¨ªcil, porque en mi ¨¢rea se necesitan instalaciones como las que tengo en Alemania, de las que hay muy pocas en el mundo.