Por qué los ganadores del Nobel de Física 2022 sentaron las bases para la segunda quantum revolución

El premio Nobel de Física 2022 fue para científicos pioneros en mecánica quántica: Alain Aspect (France), John F. Clauser (EEUU) y Anton Zeilinger (Austria)/Igal Brener, Sandia National Laboratories
El premio Nobel de Física 2022 fue para científicos pioneros en mecánica quántica: Alain Aspect (France), John F. Clauser (EEUU) y Anton Zeilinger (Austria)/Igal Brener, Sandia National Laboratories

Hoy se habla de la second revolution there quantum technology y ya es un campo de tension entre los países por sus potentiales impactos en los servicios financiers, la logística y el transporte, la ciencia de los materiales, la agricultura, el sector de la salud y la ciberseguridad. Parte del desarrollo de ese gran campo está relacionado con los conceptos y los experimentos fundamentales que hicieron los cientificos ganadores del Nobel Prize in Physics 2022: el francés Alain Aspectel estadounidez John Clauser y el austriaco Anton Zeilinger.

El comité de la Academia Real Sueca de Ciencias decidio que era hora de reconocer sus logros, aunque en el mundo de la física ya resultaba extraño que no los galardonaran. Porque sus contribuciones habian sido originales, especially las del doctor Aspect. En el comunicado oficial se argumentó que les dieron el Nobel “por sus experimentos con photones entrelazados, establishing the violation of Bell’s inequalities y siendo pioneros en la ciencia de la información quantica“.

The Nobel committee considered that the three scientists deserve the prize
The Nobel committee considered that the three scientists deserve the prize “for their experiments with entangled photons, establishing the violation of Bell’s inequalities”/ TT News Agency/ Jonas Ekstromervia REUTERS

Christian Schmiegelowinvestigator en física del Conicet y de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Airessaid a Infobae: “Los tres ganadores se merecía mucho el Nobel de Física.” Siempre estaban en el podio de nuestras apuestas entre inquisitors. Demonstraron experimentalmente que la naturaleza de parículas atómicas se comporta de una manera no-realista o no local. Antes de los logros de los tres científicos había solo un debate teórico, pero ellos demosaron que sí los sistemas pueden estar conectados e influidos a grandes distancias immediatente. Es counterintuitive pero sus experimentos demoraron que este mundo cuántico también existe”.

The three winners of the Nobel Prize in Physics 2022 Sacaron adelante el trabajo de John Stewart Bellquien intentó responder a las preguntas que habian planteado en un article de 1935 los científicos Albert Einstein, Boris Poldosky and Nathan Rosen. Allí señalaban una paradoja. En ese momento era inaceptable que se pudiera obtener información útil sobre el estado de un sistema al hacer sólo mediciones parciales sobre una de sus particles. Sin embargo, la mecánica cuántica señalaba que en el estado entrelazado sí era posible.

Lo que le ocurre a una de las particula de un par entrelazado determina lo que le ocurre a la otra partícula, aunque estén muy separadas. Durante mucho tiempo los científicos se preguntaron si la correlación se debía a que las particles de un par entrelazado contenía ocultas variables, como si fueran instrucciones que les indican qué resultado deben dar en un experimento.

For Albert Einstein it was unacceptable that he could obtain useful information about the total state of a system by making only partial measurements on one of the particles /Archivo
For Albert Einstein it was unacceptable that he could obtain useful information about the total state of a system by making only partial measurements on one of the particles /Archivo

In the 60s, Bell desarrolló the mathematical inequality que lleva su nombre Afirma que si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un gran número de mediciones nunca superará un determinido valor. Sin embargo, quantum mechanics predicts that a certain type of experiment will violate Bell’s inequality, dando lugar a una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo.

Los tres ganadores del Nobel hicieron experimentos que demosronon que las particles que se encuentra en estado entrelazados se pueden investigater y controlar. “Sus aportes implicaron que es posible el.” control de los sistemas quanticos level individual particle y por eso han sentado las bases of a second quantum revolution”, destacó en dialog con Infobae el doctor Miguel Larotonda, head of the division of quantum optics of CITEDEF, which depends on the Ministerio de Defensa and researcher of Conicet in Argentina. La primera quantum revolution se produjo a principios del siglo pasado cuando “Los conceptos de la mecánica quántica servieron para explicar phenomenos y realizar aplicaciones como los transistores o el láser. Se explotaba el behaviora cuántico de sistemas colectivos. En cambio, ahora, con la segunda revolución se trata de dominador átomos, iones o photones individually”.

Austrian Anton Zeilinger conducted an experiment with quantum teleportation with photons/ REUTERS/Leonhard Foeger
Austrian Anton Zeilinger conducted an experiment with quantum teleportation with photons/ REUTERS/Leonhard Foeger

Uno de los aportes del doctor Zeilinger fue que demostró el phenomenon called “Quantic teleportation“, que permite transladar un estado quántico de una partícula a otra a distance. In 2004, Zeilinger dio a conocer su experimento, que tuvo al river Danubio como escenario, en la revista Nature.

La teleportación es la transferencia de propiedades claves de una partícula a otra sin un víncul físico. Hasta ese momento, se había logrado dentro de las paredes de los laboratorios. But Zeilinger usó una red de fibra óptica de 600 meters tendida en un tunnelque va por debajo de las margenes del río Danubio. Se logró transfer propiedades de las particles de luz (photones) entre dos laboratorios, que llamaron Alice y Bob, ubicados en cada margen del río.

“Cada vez está más claro que está surgiendo un nuevo tipo de tecnologia quántica. Podemos ver que el The work of the awardees with the intertwined states is of great importance, even beyond the fundamental questions about the interpretation of quantum mechanics”, he affirmed Anders Irbäckthe president of the Nobel Committee of Physics.

Los países desarrollados están haciendo grandes inversiones para desarrollar tecnologia cuánticas/ P. RoushanMartinis labUC Santa Barbara
Los países desarrollados están haciendo grandes inversiones para desarrollar tecnologia cuánticas/ P. RoushanMartinis labUC Santa Barbara

The second era of quantum technology is between us los países están haciendo inversiones para no quedarse atrás en la carrera. According to a report from the McKinsey consultant, China of 15,000 million dollars in gubernamental financing for the quantitative development. La European Union tiene previsto destinar 7.200 million dollars in public financing.

El gobierno de los United States promised 1.300 million dollars in public financing foreseen for the quantum, followed by the United Kingdom, with 1,200 million, and India and Japan, with 1,000 million each. Rusia plana gastar the equivalent of 700 million dollars in governmental funds. Canada, Singapore and Israel also have national programs. También hay un gran número de empresas que están haciendo inversiones en tecnologia quánticas.

En junio pasado, en la Argentina three created un programa dedicato specifica a quantum science and technology, dependent del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. Se propone llegar al año 2025 con líneas de investigation en metrología, sensado, y computación. Buscan armar la primera red cuántica para Intercambio seguro de claves between academic institutions and defense in AMBA, Argentina. Harán 100 talleres cuánticos en escuelas primarias y secundarias del país.

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