La conferencia magistral del Profesor Duncan Haldane, "El entrelazamiento es la propiedad clave de la mecánica cuántica", ofrece una fascinante visión del presente y el futuro de la física cuántica. Haldane, ganador del Premio Nobel de Física en 2016, traza un paralelismo con el electromagnetismo, cuyas leyes, descubiertas en 1864, tardaron en ser plenamente comprendidas y aplicadas a nuevas tecnologías. De manera similar, la mecánica cuántica, cuyas leyes fundamentales se establecieron hace un siglo, está experimentando una "segunda revolución", impulsada por la teoría de la información cuántica y los avances en el control preciso de los estados cuánticos.
El entrelazamiento, una vez considerado un problema filosófico, es ahora reconocido como el corazón de la mecánica cuántica y la computación cuántica. Einstein, a pesar de sus contribuciones a la física cuántica, se mostró escéptico sobre el entrelazamiento, calificándolo de "acción fantasmal a distancia". Sin embargo, experimentos modernos han confirmado la validez de la mecánica cuántica y la realidad del entrelazamiento, incluso a grandes distancias.
El entrelazamiento permite la creación de pares de qubits máximamente entrelazados, que pueden existir en superposiciones de estados y procesar más información que los bits clásicos. Esta capacidad de procesamiento paralelo es lo que hace que las computadoras cuánticas sean potencialmente mucho más poderosas que las computadoras clásicas. Sin embargo, los qubits son frágiles y sensibles a su entorno. Aquí es donde entran en juego los qubits topológicamente protegidos, que son menos susceptibles a errores debido a las propiedades topológicas de los materiales que los componen.
La materia topológica se caracteriza por tener propiedades robustas frente a perturbaciones locales. Por ejemplo, los aislantes topológicos conducen la electricidad en su superficie pero permanecen aislantes en su interior. Esta robustez es la razón por la que los investigadores están interesados en utilizar materiales topológicos para la computación cuántica, ya que podrían proporcionar qubits más estables y menos propensos a errores causados por el ruido ambiental.
Los qubits topológicamente protegidos, aunque todavía en fase experimental, ofrecen la esperanza de superar uno de los mayores desafíos de la computación cuántica: la decoherencia. La decoherencia se produce cuando un sistema cuántico interactúa con su entorno, haciendo que los qubits pierdan su información cuántica. Los qubits topológicos, por su naturaleza, son más resistentes a este efecto, lo que los convierte en candidatos ideales para el almacenamiento de información cuántica a largo plazo.
Haldane subraya la resistencia que a menudo enfrentan las ideas que desafían el status quo. Él mismo experimentó esta resistencia al proponer nuevas ideas, pero la validación experimental y teórica de sus descubrimientos demostró su validez. Este proceso de desafío y validación es esencial para el avance científico.
La conferencia de Haldane en la UNACH ofreció una visión inspiradora de las posibilidades en plena segunda revolución cuántica. El entrelazamiento, una vez un enigma, es ahora la base de la información y una clave para desvelar los misterios del universo. Su investigación y aplicación en materia topológica y computación cuántica no sólo promete revolucionar la tecnología, sino también nuestra comprensión de la realidad misma.
Texto: Redacción Gaceta Imágenes: Claudia Farrera
