El premio entregado a los físicos Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger pone el foco en un trabajo experimental que ha sido clave para la computación cuántica y el mejoramiento en los sistemas de comunicación.

Esta mañana, la Real Academia de las Ciencias de Suecia reconoció con el Nobel de Física a los investigadores Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger, cuyo trabajo ha profundizado notablemente la comprensión de la Mecánica Cuántica y facilitado la generación de nuevas tecnologías cuánticas, en particular las posibilidades de generar métodos de encriptación para la seguridad de la información.

Los tres investigadores son físicos experimentales y teóricos de reconocida trayectoria que han tenido una importancia fundamental para comprender aspectos básicos de la mecánica cuántica.

“Una de las aplicaciones que tiene la mecánica cuántica es la distribución cuántica de llaves, es decir, la posibilidad de establecer un canal de comunicación entre dos usuarios de manera incondicionalmente segura. Esto significa que dos usuarios pueden detectar la presencia de un hacker que intente acceder a esta ‘llave’ de comunicación”, explica Aldo Delgado, director del Instituto Milenio de Investigación en Óptica, y académico del Departamento de Física de la Universidad de Concepción que se especializa en computación cuántica.

La ciberseguridad es en la actualidad una de las principales amenazas para gobiernos e instituciones financieras, por esta razón, son muchos los laboratorios en el mundo que actualmente están desarrollando investigación para mejorar los sistemas de encriptación usando tecnologías cuánticas. En Chile, los científicos especializados en esta área pertenecen al Departamento de Física de la Universidad de Concepción.

“Con los métodos conocidos como “criptografía cuántica” es posible detectar la presencia de un hacker y aplicar un procedimiento para filtrarlo y dejarlo fuera del canal de comunicación, de manera que, aunque la amenaza esté presente, igual sea posible tener una comunicación segura”, agrega el académico UdeC e investigador de MIRO.

La naturaleza de la luz que fascina a la Física

A principios del siglo XX, con la Teoría de Cuantos de Max Planck y posteriormente con la irrupción de Albert Einstein, se plateó por primera vez que la luz podía ser una onda y una partícula al mismo tiempo. Esos fueron los inicios de lo que actualmente se conoce como mecánica cuántica, un área de la física que describe el comportamiento de los elementos a escalas atómicas y cuyas leyes no necesariamente se adecuan a los fenómenos que hasta el siglo XX describía la física clásica.

En ese universo de partículas subatómicas, los fotones de luz tienen una particularidad especial, conocida como “entrelazamiento cuántico”, que dice que hay partículas que pueden conectarse estando en lugares diferentes, incluso a grandes distancias y que, al estar “entrelazadas” se alteran mutuamente, es decir, lo que le ocurre a una partícula, modifica el estado de la otra y viceversa.

“Dentro de las aplicaciones y desde los experimentos de Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger aparece el llamado “entrelazamiento cuántico”. Esta propiedad da origen a aplicaciones modernas como la computación cuántica o la capacidad de calcular con sistemas cuánticos de manera más eficiente que las tecnologías actuales, que llamamos “computación clásica”, y otra área en la cual hay aplicación del entrelazamiento es la metrología cuántica, que es la posibilidad de generar mediciones ultra precisas”, agrega el Dr. Aldo Delgado.

Carla Hermann, investigadora de MIRO y académica del DFI-FCFM de la Universidad de Chile que fue anfitriona de Alain Aspect durante una visita que hizo a Chile en 2019, cuenta que el físico francés ha sido clave para los experimentos que actualmente se hacen en los laboratorios.  “Alain fue uno de los primeros en hacer experimentos con fotones singulares y en demostrar que realmente tenía una fuente de fotones únicos. Él fue pionero al proponer un experimento que realmente podía probar que uno tenía una fuente de fotones individuales. Eso es como el punto de partida para todo el resto de los experimentos que se hacen con entrelazamiento e información cuántica”, comenta la investigadora.

Fuente: Radio Universidad de Chile