René Medina

Por muy curioso que parezca el título, todo en él está impregnado de ciencia. No sé qué palabra contrasta más con lo que entendemos como ciencia; si una criatura mitológica brincona, divertida o enojona; la cuestión de tener un gato que esté vivo pero justo en el mismo instante esté muerto también; o la teletransportación; esa técnica bien difundida por la ciencia ficción, como viaje a las estrellas, o, por Goku si eres milenial. El caso es, que cada una de estas ideas, no parecen encerrar mucha ciencia en sí mismas, sin embargo, como nos ha enseñado la mecánica cuántica, la barrera entre la ciencia ficción y la realidad es cada vez más delgada. Prueba de ello es el premio nobel de física de este año, otorgado a los científicos Alain Aspect, Jonh Clauser y Anton Zeilinger por sus estudios y demostración experimental de la teleportación cuántica. 

Muchos son los pedazos donde el horizonte entre el ingenio que provoca la invención artística, y el ingenio que provoca la invención tecnológica se van borrando, y uno de ellos, es en este caso, el fenómeno que la ciencia ficción ha dado por nombrar teletransportación, y, por mera diversificación de término, la mecánica cuántica ha llamado teleportación. La teletransportación es lo más sencillo de colocar en nuestra mente, ya que, la hemos visto innumerables veces en el cine y la televisión; un objeto o persona entra a una cámara, y dicho objeto o persona, es enviado a otra región del espacio por medio de la teletransportación. Ciertamente, esto es una caracterización muy peculiar, sin embargo, se corresponde con una realidad científica llamada «teleportación cuántica», que, en los últimos años, ha ganado cada vez más rigor en los estudios de la mecánica cuántica; que el doctor Anton Zeilinger, logró en el 2012 en probar la existencia de éste proceso cuántico, mediante un experimento en el que logró transferir información entre dos partículas separadas por una distancia de 143 kilómetros entre ellas. 

Pero para poder llegar a este punto de la historia, tenemos que hablar aunque sea de manera somera, de uno de los físicos teóricos más famosos del siglo pasado, Albert Einstein. 

Albert Einstein (1879 – 1955) fue el padre de la teoría de la relatividad, y la teoría de la relatividad especial posteriormente. Una teoría que como sabemos, revolucionó por completo la manera de ver el mundo entero. Nos trajo una nueva era de ciencia y progreso, que nos permite vivir en el mundo que vivimos ahora, donde el internet, los satélites, ordenadores, microchips y hasta las redes sociales son posibles, gracias a ella y sus implicaciones posteriores. 

Hablando estrictamente del campo de la física, la revolución intelectual que se gestó a principios del siglo pasado, nos permitió no sólo el auge tecnológico que estamos viviendo, sino, principalmente, un cambio en la perspectiva y en la manera de hacer física teórica y experimental. Es en estos albores del siglo XX, dónde se crea el término física cuántica, para diferenciarla de la física clásica. La primera, se puede decir que contiene a la segunda, complementándola, pero sobre todo expandiendo sus horizontes. 

Llegados a este punto, es fundamental hacer una distinción importantísima.  El enfoque de la física clásica, y que, de manera general se mantiene hasta el día de hoy, es la búsqueda de leyes inmutables, que nos ayuden a entender, clasificar, y escrutar el universo en que vivimos. Leyes, que, nacidas del método científico, sean reproducibles e inmutables independientemente del observador o de nosotros mismos. Dichas leyes nos deberían de dar como resultados parámetros bien definidos.

Sin embargo, para la mecánica cuántica, nada puede estar más alejado de la realidad. Los científicos nacidos de la ola de la relatividad, como Bohr, Heisenberg, Pauli, Planck Hawking, Lemaitré y un honroso y largo etcétera; no pretenden encontrar leyes finales que vuelvan mesurable el más pequeño de los componentes del universo, sino que, buscan una suma de probabilidades que nos permitan conocer el estado, la ubicación, la velocidad, o alguna característica a partir de la cual podamos hacer indagaciones. Un enfoque muy diferente, y contradictorio al clásico, Es de tal magnitud el choque que estas dos visiones provoca, que el mismo Einstein, tuvo problemas para hacer el cambio de paradigma, y no pocas veces intentó echar para abajo las conclusiones que de su obra se desprendían, cuando él las consideraba engañosas y no concordes con su visión de la realidad; cosmovisión que puede verse resumida en su famosa frase: «Dios no juega a los dados». Caso similar sucedió con la influencia que ahora llamamos «entrelazamiento cuántico» y del cual en su momento el genio alemán dijo despectivamente que eran «cosas de duendes».

El entrelazamiento cuántico, es algo complejo para abordarlo en un solo artículo, así que lo haremos de la manera más somera posible, pido de antemano perdón para algún lector más especializado por las licencias tomadas para hacer los términos un poco más asequibles, pero debido a la restricción de espacio, es necesario. 

Primeramente, podemos decir, que el entrelazamiento es una propiedad de la mecánica cuántica que permite que dos partículas separadas incluso a kilómetros de distancia, estén conectadas de una forma tal, que lo que sucede a una, afecta directamente y de forma inmediata a la otra. El término fue acuñado por Erwin Schrödinger. De esta manera, dichas partículas se deben de considerar como un único sistema con una misma longitud de onda, que se ve afectado por las mismas variables, así como por la observación misma de una de ellas. Es decir que, si la partícula por ejemplo es influida para girar hacia arriba, la otra, recibirá automáticamente una «señal» para girar hacia abajo. Estas fuertes correlaciones hacen que las medidas realizadas sobre un sistema parezcan estar influyendo instantáneamente en otros sistemas que están enlazados con él, y sugieren que alguna influencia se tendría que estar propagando instantáneamente  entre los dos sistemas, a pesar de la separación física entre ellos. 

En palabras más simples, si tienes dos fotones, uno en la locación A, y otro en la locación B, y están entrelazados, se puede transmitir información del punto A, al punto B, sin que haya ninguna interacción física a ningún nivel entre los dos fotones. Esto viola sin lugar a duda el principio de localidad. Dicho principio fue enunciado por Einstein, precisamente para evitar estas «cosas de duendes», y dice que, para que dos objetos puedan influirse mutuamente tiene que existir una interacción física, es decir, que un evento sólo puede existir mediante la interacción de los elementos que de alguna forma u otra en el mismo espacio tiempo; de igual manera, la influencia o causa, viaja a menor velocidad que la luz. Einstein creía que esto era fundamental para que la teoría de campos fuera posible. De no existir este principio, creía Einstein, no podríamos conocer nada en ningún momento ya que, la partícula que estamos observando en este momento, bien podría estar en cualquier otro lugar del universo simultáneamente. 

Para evitar este efecto «aterrador» como él mismo lo describió, Einstein propuso algo que llamó «variables ocultas», que, en resumen, propone que, existen algunas variables desconocidas que ocasionan esta comunicación entre partículas, y que, no se debe a un entrelazamiento inexplicable, sino, a estas variables que posteriormente podrían ser descubiertas. Para justificar su explicación, creó, junto a dos científicos más, Boris Podolsky y Nathan Rosen, un experimento mental llamado paradoja EPR. Dicho experimento mental, es algo complejo, por lo que, no lo explicaremos a detalle, solamente diremos que, fue realizado de manera técnica por primera vez en la década de los 80s, y a lo largo de estos últimos decenios, por el físico teórico Alain Aspect, ganador del nobel de este año precisamente por dichos experimentos donde, se refutó la idea de Einstein de un principio de localidad, (ya mencionado previamente en los párrafos de arriba) que, había sido respaldado matemáticamente por John Bell, quien creó unas desigualdades que cumplían con las características que supuestamente arrojarían las variables ocultas, mostrando incompleta la teoría cuántica. Sin embargo, en los experimentos de Aspect desde la década de los 80s, se ha mostrado en todas las ocasiones, que la desigualdades de Bell no describen el mundo subatómico, y el principio de localidad de Einstein, no es válido; en otras palabras, un gato si puede estar muerto y vivo a la vez y viven duendes entre nosotros; al menos en cuanto al efecto del entrelazamiento cuántico se refiere. 

Pero, ¿cómo estamos tan seguros de que esto sucede?, y sobre todo, ¿qué significa? La primera base para este camino de teletransportación, fueron, como ya lo dijimos previamente, los experimentos exitosos de Alain Espect; con los cuales quedó de manifiesto, que el fenómeno era real, y que no existían las variables ocultas predichas por Einstein. De la misma manera, lo hizo John Bell con sus experimentos echando por tierra las desigualdades de Bell. Un paso más fue dado en el año de 1997 cuando Anton Zeilenger, logró demostrar por primera vez que el teletransporte cuántico, era efectivamente real, enviando el «estado cuántico» de unos fotones a otros entre las dos orillas del río Danubio. Posteriormente, en 2012, logró enviar fotones, de la Palma a Tenerife, separados por 144 kilómetros de distancia, sin ningún tipo de conexión.  Lo cual quiere decir, que el espacio no es local, sin embargo, Einstein tenía razón en cuanto que no se puede enviar información más rápido que la luz. 

La comprobación de la existencia real de la teleportación cuántica, es grande. De hecho, nos lleva a replantearnos muchas cosas de cómo percibimos el mundo en la actualidad, y abre la puerta a nuevas e importantes tecnologías. Es decir, que no solo se comprobó un fenómeno que sucede en la realidad, sino que, permitió el auge de un nuevo tipo de tecnología. Prueba de ello, es la computación cuántica. Que permitirá resolver problemas que a la computación clásica le llevaría millones de años resolver.  

Además de resolver problemas que nos darán más información sobre la realidad en que habitamos, la computación cuántica nos permitirá avanzar en muchos campos del conocimiento. Por ejemplo, en el campo de la medicina, se esperan fármacos  personalizados al ADN, el estudio del diseño de la estructura de las proteínas; los estudios sobre biología cuántica a su vez, permitirán entender mejor los procesos de la fotosíntesis y de la ecolocalización de algunas aves, también mejor simulación meteorológica ajustada al cambio climático, mejoras en agricultura y sostenibilidad; mejor inteligencia artificial basada en algoritmos mucho más complejos; así como implicaciones en la bolsa de valores,y en términos tecnológicos  planificaciones Satelitales, optimización de rutas de vuelo, superconductores para energía eléctrica más eficiente que permitirá la creación de trenes de levitación magnética de alta velocidad (ya en desarrollo en china) y un largo etc. 

Así pues, la teleportación magnética abre la puerta a nuevas y mejoradas tecnologías. Quizá estemos lejos de teletransportarnos como en Star Trek, pero, con trenes que levitan, supercomputadoras y fotones teleportandose de un lado a otro, estamos, sin duda en el comienzo de una nueva era, y una nueva manera de entender el universo que habitamos.

Bibliografía

Fischer E. El gato de Shrodinger en el árbol de Mandelbrot. Ed. Crítica, España.