La revista CSIC INVESTIGA ha lanzado su número 10, en el que se exploran algunas de las investigaciones más relevantes del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), un organismo vinculado al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades. Este ejemplar se centra en la física cuántica, una disciplina que estudia la materia a nivel microscópico y que promete desencadenar una revolución tecnológica. Las aplicaciones potenciales abarcan desde la optimización de procesos industriales y financieros hasta el desarrollo de nuevos materiales y fármacos.
Las líneas de investigación del CSIC en este campo incluyen tanto software como hardware. Equipos científicos están trabajando en procesadores cuánticos atómicos, dispositivos basados en moléculas magnéticas y aquellos que combinan semiconductores con superconductores. Además, se involucran en aplicaciones relacionadas con la criptografía y la metrología, así como en el proyecto Quantum Spain, que ha dado lugar al primer ordenador cuántico de acceso público en España, conectado al superordenador MareNostrum 5 del BSC, uno de los más potentes de Europa.
Desafíos y Oportunidades
El investigador Diego Porras, del Instituto de Física Fundamental (IFF-CSIC), destaca en el editorial de la revista que “la física cuántica despierta fascinación y desconcierto por igual”. Desde su establecimiento a principios del siglo XX, esta rama científica ha desafiado nuestra intuición cotidiana. Porras explica cómo algunos principios cuánticos permiten que una partícula esté en una superposición de ubicaciones o que la luz se cuantice en paquetes de energía llamados fotones.
A pesar del halo de misterio que rodea a la física cuántica, Porras subraya que es “la teoría física confirmada con mayor precisión” y fundamenta aplicaciones cotidianas como la electrónica y los láseres. En este contexto, el número actual de CSIC Investiga ofrece una visión integral sobre las aplicaciones prácticas de esta ciencia a través de los retos que enfrentan los científicos.
Nuevas Fronteras en Computación Cuántica
La física Roberta Zambrini, del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC-CSIC-Universitat de les Illes Balears), afirma que “la computación cuántica es una nueva forma de procesar información”. Esta metodología podría resolver problemas fundamentales imposibles para ordenadores clásicos y mejorar procesos industriales, así como contribuir al desarrollo de nuevos materiales y medicamentos. Zambrini también menciona cómo el proyecto Quantum Spain ha revitalizado el ecosistema cuántico español al instalar el primer ordenador cuántico accesible al público en Barcelona.
Diversos equipos del CSIC están trabajando para desarrollar el hardware necesario para esta revolución tecnológica. En el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN), un grupo investiga prototipos para computación cuántica mediante la manipulación individual de átomos. El investigador Daniel Barredo explica que su enfoque utiliza estados internos de átomos individuales para codificar información cuántica.
Avances en Criptografía y Metrología
En el ámbito de la criptografía, un equipo del Instituto de Microelectrónica de Sevilla (IMSE-CSIC) está desarrollando sistemas seguros mediante una combinación innovadora de fotónica, algoritmos e identidades digitales robustas. Por otro lado, investigadores del Instituto Tecnologías Físicas y de la Información Leonardo Torres Quevedo (ITEFI-CSIC) aplican principios cuánticos para fortalecer las claves utilizadas en comunicaciones a través tanto de fibra óptica como atmosferas abiertas.
La metrología también se beneficia enormemente del avance cuántico. Un equipo del Centro de Física de Materiales (CFM) está explorando cómo interactúa la luz cuántica con nanopartículas para crear sensores extremadamente precisos capaces incluso de medir encefalogramas sin depender del GPS o GSM. Asimismo, investigadores del Instituto de Física Corpuscular (IFIC) buscan nuevas maneras para medir tiempo y campos electromagnéticos con niveles inéditos de sensibilidad.
Pioneros en Dispositivos Cuánticos
Los cúbits superconductores son uno de los circuitos más prometedores hacia aplicaciones prácticas. La física Gemma Rius, experta del Instituto Microelectrónico de Barcelona (IMB-CNM-CSIC), sostiene que estos dispositivos son versátiles tanto en fabricación como en usos comerciales. En colaboración con empresas como VLC Photonics, se están desarrollando tecnologías con nitruro de silicio para fabricar circuitos integrados fotónico-cuánticos a gran escala.
Alberto Casas y Carlos Sabín, físicos autores destacados en divulgación sobre física cuántica, abordan conceptos fundamentales y desmitifican ideas erróneas sobre esta ciencia. Según Casas, “la segunda revolución cuántica” está actualmente en desarrollo pero aún carece de aplicaciones prácticas inmediatas. Sin embargo, promete avances significativos en áreas como computación cuántica, criptografía y sensores.
Si (
No(
