IQT Nordics 2025 tendrá lugar en el centro de Gotemburgo, en el Centro de Conferencias Chalmers de la Universidad Tecnológica Chalmers, del 20 al 22 de mayo de 2025. Se trata de la tercera edición anual de IQT Nórdicos, tras el gran éxito cosechado en Copenhague (2023) y Helsinki (2024).
El tema es «Aplicaciones en el mundo real y avances posibilitados por la tecnología cuántica». La conferencia incluye sesiones sobre aplicaciones para el usuario final y estrategias cuánticas en sectores industriales, comercialización de aplicaciones cuánticas y crecimiento de la industria cuántica, innovaciones y tecnologías que permiten el progreso en plataformas informáticas cuánticas, desarrollos y aplicaciones en detección cuántica, y mucho más. Participan distinguidos ponentes y organizaciones expositoras de la región nórdica y de todo el mundo. El programa incluye una visita a los laboratorios cuánticos de la Universidad Tecnológica de Chalmers.
IQT Nordics 2025 ofrece una gran oportunidad para ampliar tu red nórdica y explorar la colaboración con el ecosistema cuántico nórdico, sin olvidar la próspera comunidad de startups cuánticas y los potenciales usuarios finales. También recibirás información actualizada sobre los últimos avances tecnológicos y empresariales en este campo.
Las oportunidades de establecer contactos incluyen una visita al Laboratorio Chalmers Next y una reunión nocturna el día 20, así como un maravilloso crucero por las vías fluviales de Gotemburgo al final del día 21.
Course 217 – future needs for Metrology: climate science, quantum technologies, and the digital transformation
Modules and Topics
Module I (core module): Fundamentals of Metrology and the Digital Transformation of Measurement Quantum standards and open metrology, artificial intelligence, application of digital technologies to metrology, time scales, new methods for uncertainty evaluation, materials for neural network applications, the SI ‐ how it works and how it was developed, the contributions of Galileo to measurement.
Module II (optional): Metrology for the Quality of Life and Climate Science Measuring temperature and the atmosphere for climate, metrology of food, standards for laboratory measurements, metrology for inorganic chemistry, measurement challenges in the “omics,” and metrology for biology and medicine.
Module III (optional): Physical and Quantum Metrology Fundamental metrology with cold atoms, quantum (optics) technologies, time series analysis, electrical metrology of power grids, ion/optical and nuclear clocks, materials for neural network applications, photometry & spectrometry, and advances in thermometry.
Date: July 9 – 18, 2025 Directors: Dolores Del Campo – CEM, Madrid (Spain) Cornelia Denz – PTB, Berlin (Germany) Martin J.T. Milton – BIPM, Paris (France) Diederik S. Wiersma – LENS, Sesto Fiorentino FI and INRiM, Torino (Italy)
Curso 217 – Necesidades futuras de la Metrología: ciencia del clima, tecnologías cuánticas y transformación digital
Módulos y temas
Módulo I (módulo básico): Fundamentos de Metrología y Transformación Digital de la Medición Normas cuánticas y metrología abierta, inteligencia artificial, aplicación de las tecnologías digitales a la metrología, escalas de tiempo, nuevos métodos de evaluación de la incertidumbre, materiales para aplicaciones de redes neuronales, el SI: cómo funciona y cómo se desarrolló, las aportaciones de Galileo a la medición.
Módulo II (opcional): Metrología para la Calidad de Vida y las Ciencias del Clima Medición de la temperatura y la atmósfera para el clima, metrología de los alimentos, normas para mediciones de laboratorio, metrología para la química inorgánica, retos de medición en las «ómicas», y metrología para la biología y la medicina.
Módulo III (optativo): Metrología Física y Cuántica Metrología fundamental con átomos fríos, tecnologías cuánticas (óptica), análisis de series temporales, metrología eléctrica de redes eléctricas, relojes iónicos/ópticos y nucleares, materiales para aplicaciones de redes neuronales, fotometría y espectrometría, y avances en termometría.
Fecha: 9 – 18 de julio de 2025 Directores: Dolores Del Campo – CEM, Madrid (España) Cornelia Denz – PTB, Berlín (Alemania) Martin J.T. Milton – BIPM, París (Francia) Diederik S. Wiersma – LENS, Sesto Fiorentino FI e INRiM, Turín (Italia)
Cours 217 – Besoins futurs de la métrologie : science du climat, technologies quantiques et transformation numérique
Modules et sujets
Module I (module de base) : Principes fondamentaux de la métrologie et transformation numérique de la mesure Normes quantiques et métrologie ouverte, intelligence artificielle, application des technologies numériques à la métrologie, échelles de temps, nouvelles méthodes d’évaluation de l’incertitude, matériaux pour les applications des réseaux neuronaux, le SI – comment il fonctionne et comment il a été développé, les contributions de Galilée à la mesure.
Module II (facultatif) : Métrologie pour la qualité de la vie et la science du climat Mesure de la température et de l’atmosphère pour le climat, métrologie des aliments, étalons pour les mesures en laboratoire, métrologie pour la chimie inorganique, défis de la mesure dans les » omiques «, et métrologie pour la biologie et la médecine.
Module III (optionnel) : Métrologie physique et quantique Métrologie fondamentale avec des atomes froids, technologies quantiques (optique), analyse des séries temporelles, métrologie électrique des réseaux électriques, horloges ioniques/optiques et nucléaires, matériaux pour les applications de réseaux neuronaux, photométrie et spectrométrie, et avancées en thermométrie.
Date : 9 – 18 juillet 2025 Directeurs : Dolores Del Campo – CEM, Madrid (Espagne) Cornelia Denz – PTB, Berlin (Allemagne) Martin J.T. Milton – BIPM, Paris (France) Diederik S. Wiersma – LENS, Sesto Fiorentino FI et INRiM, Turin (Italie)
Quantum science and technologies harness the principles of quantum mechanics to transform computing, communication, and sensing to new areas. These advancements drive innovation across industries, shaping the future of science and technology. In order to introduce and highlight the importance of them in technologies and today’s world, IASBS is organizing a variety of events throughout the year during the International Year of Quantum. At the opening ceremony, in addition to commemorating this worldwide occasion, we will be discussing the background, significance, effect, and future of two key areas: quantum foundation and quantum biology.
La ciencia y las tecnologías cuánticas aprovechan los principios de la mecánica cuántica para transformar la informática, la comunicación y la detección hacia nuevas áreas. Estos avances impulsan la innovación en todos los sectores, configurando el futuro de la ciencia y la tecnología. Para presentar y destacar su importancia en las tecnologías y en el mundo actual, la IASBS organiza diversos actos a lo largo del año durante el Año Internacional de la Cuántica. En la ceremonia de inauguración, además de conmemorar esta ocasión mundial, debatiremos los antecedentes, la importancia, el efecto y el futuro de dos áreas clave: la fundación cuántica y la biología cuántica.
La science et les technologies quantiques exploitent les principes de la mécanique quantique pour transformer l’informatique, la communication et la détection en de nouveaux domaines. Ces avancées stimulent l’innovation dans tous les secteurs et façonnent l’avenir de la science et de la technologie. Afin de présenter et de souligner l’importance de ces technologies dans le monde d’aujourd’hui, l’IASBS organise une série d’événements tout au long de l’année pendant l’Année internationale des quanta. Lors de la cérémonie d’ouverture, outre la commémoration de cette occasion mondiale, nous discuterons du contexte, de l’importance, des effets et de l’avenir de deux domaines clés : les fondations quantiques et la biologie quantique.
Annie McEwen escaló una montaña en Pensilvania para ayudar a capturar búhos migratorios. Entonces Scott Weidensaul despejó el espeso disco facial de plumas de uno de los búhos, para que ella pudiera mirar la parte posterior de su globo ocular. Ningún búho resultó herido en el proceso, pero este breve vistazo al funcionamiento interno de un pájaro la lanzó a un viaje a un lugar donde los asuntos carnosos de los animales chocan con las matemáticas de las partículas subatómicas. Con la ayuda de Henrik Mouristen, nos enteramos de cómo uno de los mayores misterios de la biología podría encontrar por fin una respuesta en el extraño mundo de la mecánica cuántica, donde las reglas clásicas del espacio y el tiempo se ponen patas arriba, y los electrones bailan al compás de un enorme campo de fuerza invisible que rodea nuestro planeta.
Si has oído hablar de la mecánica cuántica o has leído sobre ella, es posible que la hayas visto descrita como «rara». Incluso el gran Albert Einstein -uno de los fundadores de la mecánica cuántica- calificó ciertos aspectos de la teoría de «espeluznantes».
Con sus partículas similares a ondas y sus ondas similares a partículas, la mecánica cuántica desafía ciertamente nuestras intuiciones sobre el funcionamiento del mundo. Aceptar lo que nos resulta contraintuitivo -al tiempo que nos esforzamos por aprender más- ¡es una parte muy importante de la ciencia!
La cuántica puede parecer intimidatoria porque trata de la naturaleza granular y difusa del universo y del comportamiento físico de sus partículas más diminutas, que no podemos ver con nuestros ojos. Que no hayamos experimentado el mundo de la cuántica del mismo modo que podemos ver los efectos de la gravedad no significa que la cuántica tenga que ser «rara» o «espeluznante».
Puede que los fundadores de la mecánica cuántica pensaran que era «rara» porque era diferente de la física a la que estaban acostumbrados. Pero eso fue hace más de 100 años. ¡La cuántica es como es!
Me apasiona dar la vuelta al guión de la cuántica y hacerla accesible a todos.
En esta entrada del blog, intentaré normalizar la mecánica cuántica estableciendo analogías con conceptos que quizá ya conozcas y comprendas.
También intentaré explicar las cinco cosas que he observado que confunden a la gente sobre la mecánica cuántica. (No te preocupes; ¡no se necesitarán matemáticas!) Probablemente no necesites comprender la mecánica cuántica en profundidad, pero espero que esto te ayude a pensar en ella y en cómo se aplica a tu vida.
Quantum en acción
Antes de principios de la década de 2000, los ordenadores no mostraban un comportamiento cuántico. Pero a medida que la tecnología avanzaba y los transistores de los ordenadores se hacían más pequeños (ahora tan pequeños como 5 nanómetros, ¡que son 5 mil millonésimas partes de un metro!), empezaron a mostrar comportamiento cuántico. El comportamiento cuántico limita el tamaño de los transistores y la velocidad de cálculo de los ordenadores, porque hace que los transistores sean «molestos», ya que no muestran el comportamiento predecible que desean los ingenieros. Por esta razón, los ordenadores funcionan ahora con varios «núcleos» para ayudar a aumentar la velocidad y la potencia de cálculo.
El Maravilloso Mundo de la Cuántica
Cuando te acercas a la materia a escala cuántica, la naturaleza se vuelve granular. A esta escala, encontramos partículas diminutas como:
Fotones: partículas de luz que no tienen masa ni carga.
Electrones: partículas subatómicas que componen el átomo, transportan electricidad y tienen carga y masa.
Quarks: los bloques de construcción de protones y neutrones.
Alternativamente, puedes pensar en la materia como en una imagen digital: Si te acercas lo suficiente a una imagen, empiezas a ver que está hecha de píxeles individuales.
La física clásica rige el movimiento de las cosas que podemos ver, como las pelotas de béisbol y los planetas. La física cuántica es un mundo que no podemos ver fácilmente. Si alguna parte de la cuántica es sustancialmente diferente de la física clásica, es que la física a escala cuántica no sólo es granular, sino también «difusa».
Cuando hacemos zoom en una imagen, un píxel parece tener un límite bien definido, ¿o no? Si pudieras acercarte a los átomos y partículas subatómicas que componen el píxel, verías que las partículas subatómicas no están bien definidas. Sus límites y su comportamiento son algo confusos. Esto es similar a dibujar una línea «perfecta» con un lápiz y una regla. Si observaras esa línea con un microscopio, los bordes parecerían más tambaleantes que rectos.
La falta de claridad de la mecánica cuántica crea comportamientos singulares. Las consecuencias de estos comportamientos dejaron perplejos a los físicos que fueron los primeros en intentar comprender la mecánica cuántica. Estos comportamientos son:
Dualidad onda-partícula: Las partículas diminutas parecen comportarse como ondas o como partículas, según cómo las observes.
Superposición: En el mundo cuántico, las partículas pueden existir en varios estados a la vez.
El principio de incertidumbre de Heisenberg: La naturaleza impone un límite fundamental a la precisión con la que puedes medir algo. (No puedes medir ciertos pares de propiedades al mismo tiempo con una precisión ilimitada).
Enredo: Dos cosas pueden estar tan interconectadas que se influyan mutuamente, independientemente de la distancia que las separe.
Gira: El espín es una característica fundamental de las partículas elementales. Al igual que la masa o la carga, el espín determina el comportamiento de una partícula y su interacción con otras partículas.
Discutiré cómo estos comportamientos son fundamentales para las tecnologías cuánticas emergentes, como la informática cuántica y la criptografía cuántica, y cómo se manifiestan de formas fantásticas en el mundo natural.
Dualidad onda-partícula
La difuminación a nivel granular se produce porque estas diminutas partículas actúan un poco como ondas (similares a las ondas de agua y a las ondas de radio). Recuerda la definición de dualidad onda-partícula: Las partículas diminutas como los electrones y los fotones pueden parecer que se comportan como ondas o como partículas, dependiendo de cómo las observes. Las propiedades ondulatorias de las partículas a nivel cuántico son como las ondas del agua; pueden interferir entre sí, dando lugar a «ondulaciones». Las ondulaciones nos permiten predecir el comportamiento de las partículas (dónde es más probable que se encuentren, qué energía es probable que tengan y cómo interactuarán con otras partículas).
Toma como ejemplo la luz.
Cuando la luz atraviesa las gotas de agua, la luz puede actuar como ondas que forman los bellos dibujos de un arco iris.
En cambio, cuando la luz choca contra un panel solar, se comporta como una partícula. Como observamos que la energía de los fotones se deposita en trozos (como una bola sólida que choca contra una pantalla), percibimos que se comportan como partículas.
Superposición
Para comprender mejor los estados energéticos de las partículas, puedo establecer una analogía con los instrumentos musicales. Los instrumentos tienen muchas notas (tonos, vibraciones o frecuencias) que pueden hacer sonar. Cuando añades energía a un átomo, por ejemplo, puedes excitar la nube de electrones que lo rodea, como si golpearas un tambor. Del mismo modo que un instrumento musical puede sonar en múltiples tonos debido a la estructura mecánica del tambor, la superposición permite que las partículas existan en múltiples «estados» al mismo tiempo. Esto se debe a la fuerza o «tensión» que crea el núcleo sobre la nube de electrones.
En el mundo cuántico, las partículas pueden existir en varios estados a la vez. Crédito: N. Hanacek/NIST.
La superposición en acción
La superposición es extremadamente útil en las tecnologías cuánticas. Por ejemplo, la superposición se utiliza para hacer oscilar los átomos en los relojes atómicos. También es importante señalar que los físicos tienen bastante control sobre la superposición en sistemas bien controlados como los relojes atómicos. Los físicos pueden controlar el átomo para que esté en un estado electrónico u otro. O pueden crear una superposición de ambos estados.
Puedes imaginar la superposición como algo similar a un péndulo que oscila entre dos posiciones (una en el extremo izquierdo y otra en el extremo derecho). Cuando oscila, el péndulo no está en ninguna de las dos posiciones, sino que oscila de una posición a otra. El «vaivén» entre las plataformas es la oscilación que forma la señal del reloj, igual que la oscilación de un péndulo, ¡pero mucho más rápido!
Principio de incertidumbre de Heisenberg en la medición
La noción de incertidumbre existe para las mediciones de todos los sistemas físicos, pero se hace realmente evidente a escala cuántica.
Cuando intentas medir el estado de cualquier sistema, inevitablemente lo perturbas en algún nivel. ¿Por qué? Porque para observarlo, normalmente necesitas interactuar con él utilizando algún tipo de sonda.
Por ejemplo, utilizamos los fotones que rebotan en los objetos para verlos con nuestros ojos, una forma de medición que nos permite juzgar la posición, el movimiento y el tamaño de un objeto. La luz que rebota en un rascacielos no tiene energía suficiente para perturbarlo significativamente. Pero si el rascacielos fuera tan pequeño como un electrón, la energía podría llegar a ser lo suficientemente comparable a la del rascacielos como para perturbar significativamente su estado.
Esto forma parte de la esencia del principio de incertidumbre de Heisenberg, que dice que el acto de medición perturba el estado cuántico del objeto. Como consecuencia, existen límites a la precisión con la que pueden conocerse simultáneamente determinados pares de propiedades, como la posición y el momento y el tiempo y la energía.
Enredo
El entrelazamiento cuántico se produce cuando los estados cuánticos de dos o más partículas se correlacionan fuertemente. Esto significa que el estado de una partícula puede influir instantáneamente en el estado de la otra, independientemente de la distancia. Una analogía habitual para entender la correlación es pensar en dos fotones entrelazados como dos monedas que siempre caen del mismo modo al lanzarlas.
En el fenómeno cuántico conocido como entrelazamiento, las propiedades de dos partículas se entrelazan aunque estén separadas por grandes distancias.Crédito: N. Hanacek/NIST.
En la distribución de claves cuánticas (QKD), los fotones entrelazados se utilizan para intercambiar claves criptográficas de forma segura (como en las transacciones financieras de los bancos o los mensajes militares ultrasecretos). Si un fisgón intenta interceptar los fotones, el acto de medirlos perturba su estado cuántico, provocando un cambio detectable en la correlación entre los fotones. Esta perturbación alerta a las partes comunicantes de la presencia de un fisgón, garantizando la seguridad del intercambio de claves.
El entrelazamiento en acción: comunicación y computación cuánticas
El entrelazamiento y la superposición se utilizan en muchas de las tecnologías cuánticas más recientes que se están desarrollando hoy en día, como las redes cuánticas, la comunicación cuántica y la informática cuántica. Los bits cuánticos, o qubits, que están entrelazados entre sí tienen una «ventaja cuántica» potencial que puede permitirles resolver algunos cálculos mucho más rápido que los ordenadores clásicos y que permite mejorar exponencialmente la potencia de cálculo con el número de qubits.
Gira
Mientras que la dualidad onda-partícula, la superposición, el principio de incertidumbre de Heisenberg y el entrelazamiento son manifestaciones del hecho de que los sistemas cuánticos tienen un comportamiento ondulatorio, el espín se sale por sí solo.
Aunque está profundamente asociado a la mecánica cuántica, el espín no es más que una característica que tiene una partícula cuando se crea, similar a la masa y la carga. A pesar de su nombre, el término «espín» no significa que la partícula esté girando realmente.
El espín de los electrones, neutrones y protones que componen un átomo hace posible que formen estructuras estables, como los elementos, los planetas y nuestros cuerpos. Tu propio cuerpo y cualquier cosa con la que interactúes en el mundo físico existe en su forma actual porque el espín da volumen a las partículas. Los electrones no pueden ocupar el mismo espacio debido a su espín determinado. Esto es lo que da volumen a la materia.
Los fotones tienen un espín distinto al de los electrones, protones y neutrones, lo que les permite ocupar el mismo espacio. Esto confiere a los fotones unas cualidades extraordinarias. Si te has fijado, puedes sentir el calor de la luz y puedes verla, pero no puedes sostenerla ni tocarla como puedes sostener cosas hechas de materia, como lápices, mesas y animales domésticos.
Spin en acción: láseres
El hecho de que los fotones puedan ocupar el mismo espacio es responsable de la asombrosa utilidad del láser. En los láseres, todos los fotones pueden superponerse perfectamente entre sí, de modo que todos los picos y valles de las ondas luminosas están perfectamente alineados y se suman. Esto permite a los láseres crear algo parecido a una superonda, de modo que todos los fotones trabajan juntos en el mismo espacio y al mismo tiempo. Esto permite a los láseres cortar metal, aunque funcionen con potencias similares a las de una bombilla.
Hacer que Quantum sea accesible para todos
Me apasiona profundamente hacer que la mecánica cuántica y la tecnología cuántica sean accesibles al público porque preveo un futuro en el que las aplicaciones de estas tecnologías reflejen las diversas voces de todos los grupos demográficos.
El impacto de la tecnología y la informática cuánticas será profundo. La cuántica puede aportarnos sistemas de comunicación más seguros, resolver problemas como la forma de diseñar mejores medicamentos y mucho más. Es crucial que todo el mundo tenga un papel en la configuración de cómo evolucionan estas innovaciones para beneficiar a la humanidad y al planeta.
