"En las últimas décadas hemos aprendido a crear y manipular entrelazamientos para mejorar las tecnologías cuánticas existentes". / insspirito (PIXABAY)


"En las últimas décadas hemos aprendido a crear y manipular entrelazamientos para mejorar las tecnologías cuánticas existentes"

Entrevista a Profesor Rainer Blatt. Director de Investigación del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica (IQOQI), Innsbruck, Austria.

El Dr. Miguel Ángel Martín-Delgado, Catedrático de Física Teórica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y coordinador del programa de actividades I+D en la convocatoria de Tecnologías QUITEMAD+CM subvencionado por la Comunidad de Madrid y cofinanciada con Fondos Estructurales, mantiene una colaboración internacional con el Experimental Laboratory of Innsbruck (Austria) del grupo del Prof. R. Blatt, de la cual ya se ha realizado la primera realización experimental de un código de corrección cuántica de errores completo con un qubit topológico. El Prof. Martin-Delgado ha tenido la oportunidad de mantener una entrevista y comentar cuestiones de interés relacionadas con la nueva Metrología Cuántica con el Prof. Rainer Blatt en el marco de una colaboración que el Centro Español de Metrología (CEM) mantiene con el grupo GICC dirigido por el Prof. Martin-Delgado en la Universidad Complutense y el Prof. Blatt como director de investigación de la Universidad de Innsbruck y el  IQOQI (PONER LINKS). El Prof. Blatt es una autoridad mundial en la materia y ha llevado a cabo experimentos de pioneros y de vanguardia en los campos de la espectroscopia de precisión, la metrología cuántica y el procesamiento de información cuántica con simuladores y ordenadores cuánticos.

El grupo Grupo de Información y Computación Cuánticas (GICC) de la UCM y QUITEMAD+ mantiene un convenio de colaboración con el Centro Español de Metrología (CEM) con el objetivo de implantar una unidad de metrología cuántica de nueva generación dentro de la llamada Segunda Revolución Cuántica que actualmente se está desarrollando por agentes tecnológicos tanto públicos como privados, y en particular por otros centros de metrología en Europa (PTB, NPL etc) y el resto del mundo (NIST). La entrevista representa una magnífica oportunidad para conocer el estado del arte y oportunidades que brinda las nuevas tecnologías cuánticas en el ámbito de la metrología.

Para comenzar con esta entrevista, una pregunta genérica clave, que no es nueva para usted: ¿es la tecnología cuántica el futuro del siglo XXI ?. De ser así, ¿qué problemas en este campo, ya sean técnicos o teóricos, le gustaría ver resueltos?

Hay muchas nuevas tecnologías cuánticas disponibles ahora, que están más allá de las que cambiaron el mundo en la llamada 1ª revolución cuántica. Desde mediados de los años veinte del siglo pasado, hemos aprendido los fundamentos de la física cuántica y cómo usarla para muchas aplicaciones, desde el control de la radiación en máseres y láseres, pasando por la producción de elementos electrónicos, hasta la obtención de imágenes médicas y el moderno GPS. Más allá de eso, en las últimas décadas hemos aprendido a crear y manipular entrelazamientos para mejorar las tecnologías cuánticas existentes y usarlas en nuevas aplicaciones. Con su aplicabilidad, que va desde la comunicación cuántica a la metrología y sensores cuánticos, a simulaciones cuánticas y, finalmente, a la computación cuántica. De todos estos campos, la realización de un ordenador cuántico totalmente escalable se encuentra entre las más desafiantes y gratificantes. Si estuviese disponible, se podrían abordar muchos problemas muy difíciles. Aunque ningún bloqueo teórico parece impedirnos llegar allí, sigue siendo un reto en espera de realización. Este no es solo un problema tecnológico o experimental, el progreso teórico ayudará en realizaciones e implementaciones futuras.

¿Qué significa exactamente la segunda revolución cuántica? ¿La segunda revolución cuántica solo beneficiará a los países o regiones altamente desarrollados del mundo, que invierten mucho en investigación de vanguardia?

Como se señaló anteriormente, es el uso de los entrelazamientos para nuevos experimentos y dispositivos, lo que nos permitirá utilizar tecnologías con capacidades mucho más allá de lo que está disponible en la actualidad. Esto define la segunda revolución cuántica en comparación con lo que está disponible desde hace muchas décadas.

Como ya hemos visto en las últimas décadas, los desarrollos exitosos también pueden ocurrir en países pequeños y eventualmente todas las aplicaciones resultantes de la segunda revolución cuántica beneficiarán a todos. Claramente, la capacidad de construir y desarrollar dispositivos técnicos basados en tecnologías cuánticas avanzadas descansa sobre una infraestructura disponible y ciertas inversiones en esta área. Sin embargo, esto no se limita a los países altamente desarrollados. Más bien depende de decisiones políticas y económicas el que los países y las sociedades quieran involucrarse en estas tecnologías.

¿Cómo ve el desarrollo y el nivel cuántico en Europa?. En su opinión, durante la próxima década, ¿cuál será el principal impulsor de la tecnología cuántica?

La física cuántica en Europa está bien establecida y, de hecho, muchos de los desarrollos que han conducido a la segunda revolución cuántica se realizaron primero en Europa. La investigación básica y el conocimiento de la física cuántica en Europa están a la vanguardia y lideran el mundo. Desafortunadamente, este no es el caso cuando se trata de transferir estas tecnologías a las aplicaciones. En esto, otras partes del mundo, en particular los Estados Unidos, son mucho más avanzadas y agresivas.

En este momento, se realizan enormes inversiones en los EE.UU., en Canadá, en Asia (especialmente en China) y en Australia para desarrollar las nuevas tecnologías cuánticas en aplicaciones industriales. Europa ha visto este desarrollo y ha iniciado un programa europeo estrella, conocido como Flagship Program on Quantum Technologies, en el que se invertirán un total de mil millones de euros durante la próxima década para desarrollar más las tecnologías cuánticas hacia las aplicaciones industriales.

El impulsor de las tecnologías a corto plazo serán las tecnologías cuánticas de comunicación y, seguidamente, la metrología cuántica y las aplicaciones de sensores. A largo plazo, veremos los simuladores cuánticos y finalmente los ordenadores cuánticos como los impulsores de nuevas tecnologías.

¿Qué puede decirnos sobre la internacionalización de la investigación en este campo? Colaboración entre grupos. Países más avanzados en estos temas.

La investigación de vanguardia siempre es internacional y los grupos exitosos siempre han colaborado a escala internacional. Para futuros desarrollos, esto se intensificará. Por otro lado, cuanto más desarrollo tecnológico hagan las empresas, menos hará el sector público. Los países que respalden la investigación e inviertan temprano en este campo tendrán ventajas cuando los productos correspondientes lleguen al mercado.

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