Q93 - Tecnología y equipamiento para la industria química

Y la criptografía hoy, nuestra seguridad en la red, se basa en ese algoritmo matemático. Como señalaba sobre esta cuestión Antonio Acín, director del grupo de Teoría de la Información Cuántica en el ICFO, en su última confrencia TEDxBarcelona, “la facto- rización limita el avance de la ciencia”. La computación actual, estructurada en bits, sólo permite dos respuestas, el cero y el uno, y las operaciones se realizarán siempre una tras otra. La computación cuántica, que trabaja con cúbits, aprovecha uno de estos peculiares comportamientos de la materia en su dimensión subatómica: la superosición de estados, que dota al sistema de una capacidad de cálculo exponencial que permitiría realizar la tarea simultáneamente, con lo cual podría romper cualquier código en un momento. Y ¿por qué la encriptación cuántica es 100% segura? Por la característica de un sistema cuántico por la que al mirarlo rompemos la coherencia cuántica y éste colapsa en uno de los dos estados posibles, “eso es lo que aprovechamos para detectar instantá- neamente que alguien ha entrado en nuestro sistema y podemos cortar la comunicación”, detalla Forn-Díaz. Hoy ya existen empresas que comercializan aparatos que encriptan la información cuánticamente. La spin-off del Instituto de Ciencia Fotónicas (ICFO), Quside, ha creado el primer chip integrado para generar claves de encriptación a partir de principios cuánticos. Como explicaba el fundador de la compañía, Carlos Abellán, en declaraciones recien- tes “los números aleatorios actuales usados en encriptación en realidad no son aleatorios, ya que nacen de algorit- mos; la cuántica es la única manera de generar aleatoriedad real”. Lo mismo ocurre, por ejemplo, con las máquinas de juego llamadas ‘de azar’..., un orde- nador cuántico daría con el patrón en pocos minutos. DE LA CAUSALIDAD A LA CASUALIDAD Si la física clásica afirmaba que todo cuanto sucedía en el universo podía ser descrito con exactitud como, por ejemplo, la trayectoria de una par- tícula, la evidencia experimental de la física cuántica vino a introducir el llamado principio de incertidumbre (enunciado en 1927 por Heisenberg), mostrando una realidad probabilís- tica en la que la posición de cualquier partícula viene dada por una probabi- lidad, no por una certeza. En el mundo subatómico no es posible predecir la trayectoria de una partícula porque no sabemos de dónde viene ni hacia dónde se dirige. La física cuántica nos dice que algo existe de forma simultánea en todos sus estados teóricamente posibles. Es raro. Cabe preguntarse ¿qué es la realidad? En su momento la muerte de la realidad mecanicista y determi- nista abrió debates en ámbitos más allá de la física, en un paso más en la historia hacia el empoderamiento del ser humano, y es que, de algún modo, la ciencia estaba demostrando la existencia de nuestra ‘partícula’ más elemental, y mayor tesoro: el libre albe- AHORA ME VES… Una particularidad que condiciona completamente los resultados de la medición de la materia en estado cuántico es que el observador modi- fica dicho resultado por el solo hecho de mirar; cuando tratamos de tomar la medición de un sistema cuántico en estado de superposición éste colapsa en uno solo de los estados, de manera que no podemos observar las partículas mientras se encuentran en un estado cuántico de superposición. Los sistemas cuánticos tienen una alta sensibilidad ambiental y el ruido introducido por el observador produce su decohe- rencia, haciendo que las partículas adopten un comportamiento “macro”, es decir, un solo estado. Entonces las vemos. La estrategia de los investigadores ante el llamado “problema de la medida cuántica” es abordar un acercamiento sigiloso, interviniendo mínimamente para no introducir ruido que rompa la coherencia cuán- tica. Ello conlleva una menor precisión en la medida; en esta estrategia de lo que se denomina “medida débil” se trata de realizar la medición muchas veces para obtener una media. Ni siquiera el matemático John von Neumann, quien desarrolló la mecánica cuántica de las medicio- nes, pensaba que las mediciones ideales fuesen posibles. A mediados de siglo XX el físico alemán Gerhart Lüders demostró que para que la mecánica cuántica fuese consistente las mediciones ideales tenían que existir. Y ha sido este mismo año en que un grupo de científicos europeos ha conseguido la medición ideal de una secuencia cuántica mediante instantáneas tomográficas de milisegundos, demostrando que el cambio de estado no es instantáneo sino que existe una sucesión, y que se puede medir. Ello ayudará a entender, entre otras cosas, cómo se produce el ruido en el sistema, uno de los escollos de la computación cuántica. Ya existe un tipo de medidas, llamadas “de no demolición”, hasta ahora demostradas en el contexto de la computación, donde la medida no modifica el estado cuántico del sistema. Estas servirán para implementar corrección de errores cuánticos, clave en el avance hacia el computador cuántico universal. Así que este juego del ratón y el gato puede tener los días contados, tal vez no debamos esperar tanto para que el perfeccionamiento de las tecnologías nos desvele dónde está el truco... 16 MUNDO CUÁNTICO