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Una investigación merecedora del Nobel allana el terreno para nuevas tecnologías cuánticas

Por segundo año consecutivo, el Premio Nobel de Física se concede a dos científicos respaldados por la Unión Europea. Esta vez, por unos experimentos revolucionarios con estados cuánticos entrelazados.

Sociedad
Investigación fundamental

Los beneficiarios del Consejo Europeo de Investigación (CEI) Alain Aspect y Anton Zeilinger han ganado el Premio Nobel de Física de 2022. Comparten el premio con un tercer laureado, John Clauser, por sus «experimentos con fotones entrelazados, al establecer la violación de las desigualdades de Bell y ser pioneros en la ciencia de la información cuántica». La investigación independiente de estos tres físicos sobre el entrelazamiento cuántico ha abierto el camino a nuevas tecnologías basadas en la información cuántica. Según la mecánica cuántica, dos o más partículas pueden existir en estado entrelazado, en el que lo que le sucede a una de las partículas determina lo que les sucede a las demás, independientemente de lo alejadas que estén. Este fenómeno, al que se denomina «entrelazamiento cuántico», se consideró en un primer momento que era imposible y los científicos creyeron que actuaban «variables ocultas» que influían en los resultados de sus mediciones. Posteriormente, en 1964, un físico llamado John Bell desarrolló la desigualdad matemática para demostrar que dichas variables ocultas, en realidad, no existen. A principios de los años setenta del siglo pasado, el físico estadounidense John Clauser aplicó la teoría de Bell. Demostró que los fotones de un par entrelazado actúan conjuntamente a pesar de estar separados físicamente, lo cual confirmó que las variables ocultas no podían explicar los efectos del entrelazamiento cuántico. Con todo, todavía quedaban algunas lagunas tras el experimento de Clauser.

Colmar las lagunas

En 1981, Alain Aspect concibió un experimento que descartó una laguna importante de la prueba de Bell. Al entrelazar dos fotones a una distancia de doce metros, pudo mostrar que los fotones, en realidad, no se comunican entre ellos a través de variables ocultas. El catedrático Aspect recibió apoyo para la investigación basada en este trabajo pionero a través del proyecto QUANTATOP (Quantum Atom Optics from Entangled Pairs to Strongly Correlated Systems), financiado con fondos europeos, que estableció las herramientas básicas para los experimentos de óptica cuántica, así como la detección y manipulación de átomos individuales.

Demostración de la teleportación cuántica

El catedrático Zeilinger amplió el uso de los estados cuánticos entrelazados. En 1997, su grupo de investigación demostró un fenómeno denominado «teleportación cuántica», que permite trasladar un estado cuántico de una partícula a otra a distancia. Con la financiación del CEI recibida a través del proyecto QIT4QAD (Photonic Quantum Information Technology and the Foundations of Quantum Physics in Higher Dimensions), Zeilinger desarrolló nuevas tecnologías para la ciencia de la información cuántica, demostró nuevos conceptos para la informática cuántica y efectuó experimentos fundamentales en mecánica cuántica. Mariya Gabriel, comisaria europea de Innovación, Investigación, Cultura, Educación y Juventud, señaló en una nota de prensa del CEI: «¡Felicidades a los nuevos laureados con el Nobel! Nos alegra especialmente que Anton Zeilinger y Alain Aspect hayan recibido fondos del CEI. Esta fue otra noticia excelente, después de que el Premio Nobel de ayer se concediera al también beneficiario del CEI Svante Pääbo. Por lo tanto, ahora tres de los laureados de este año han recibido una parte sustancial de su financiación de la Unión Europea. ¡Vale la pena invertir en investigadores destacados y dejarles seguir su curiosidad científica!». La catedrática Maria Leptin, presidenta del CEI, comentó: «¡Sinceras felicitaciones a los ganadores! Tanto Anton Zeilinger como Alain Aspect han recibido apoyo para su investigación revolucionaria del CEI. Así que, ahora hay doce beneficiarios del CEI convertidos en galardonados con el Premio Nobel. Es fundamental dar rienda suelta a las mentes más brillantes para que exploren sus mejores ideas». Para más información, consulte: Proyecto QUANTATOP Proyecto QIT4QAD

Palabras clave

QUANTATOP, QIT4QAD, cuántico, Premio Nobel, física, entrelazamiento cuántico, fotón, información cuántica, variable oculta, Alain Aspect, Anton Zeilinger

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