Entrevista a Claudia Zendejas-Morales, impulsora de la computación quántica en México y Latinoamérica, desarrolladora de la plataforma de programación Tequila, mentora de QWorld e IBM-Qiskit Advocate

Imagina una máquina que resuelva problemas que las supercomputadoras más potentes del mundo tardarían la edad del universo en solucionar. Aunque suene a ciencia ficción, ese es uno de los superpoderes que prometen las tecnologías cuánticas emergentes. Estas tecnologías, como la computación cuántica, están en el proceso de salir de los laboratorios a la industria y en México ya se están dando pasos firmes para formar parte de este futuro disruptivo. 

Una de las científicas mexicanas, pioneras, es la física e ingeniera en computación, Claudia Zandejas Morales. Su formación comenzó en ingeniería de software, pero fue un curso de mecánica cuántica el que despertó en ella la pasión por la computación cuántica. Desde entonces, se ha construido un perfil académico y profesional sólido, participando en programas como USEQIP (Universidad de Waterloo), el programa de mentoría de QOSF (donde colaboró con el grupo The Matter Lab de la Universidad de Toronto) y las escuelas de verano de IBM Quantum. 

«Ya como estudiante de física, vi mecánica cuántica y me pareció fascinante el tema. Allí, en esa primera clase, nos hablaron de la computación cuántica y me empecé a involucrar mucho en ese campo, me puse a buscar activamente cómo aprender al respecto. En mi escuela había poco o nada sobre computación cuántica. Entonces yo, por mi cuenta, empecé a buscar cursos especialmente en línea y me fui involucrando con diferentes personas e instituciones que se dedicaban a la computación cuántica y a partir de allí he participado activamente en ese campo», nos cuenta Claudia con mucho entusiasmo. «El acceso a internet ha sido fundamental, es lo que me ha permitido entrenarme y participar como desarrolladora o mentora en proyectos como el de Quantum Open Source Foundation; allí tuve la oportunidad de participar en el proyecto Tequila y, a partir de ese proyecto, publicamos un artículo en el IoP science».

Todo ese periplo formativo, Claudia lo ha venido combinando con un esfuerzo titánico de promover e impulsar la educación en las tecnologías cuánticas en México y el resto de América Latina. Así, Claudia se convirtió en Qiskit Advocate (Qiskit es la plataforma de programación de computación cuántica de IBM), además de colaborar con iniciativas educativas como Quantum Flytrap, Qubit by Qubit y QWorld. Siempre enfocada en hacer llegar el conocimiento a los estudiantes hispanohablantes, Claudia ha desarrollado contenido educativo, traducido al español la documentación de Qiskit y ha sido coordinadora de cursos de cómputo cuántico en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), y en los próximos meses se unirá a la Universidad de Copenhague en el programa de Quantum Information Science.

«Hace unos años no había nada y ahora hay algo que va creciendo poco a poco. Gracias a personas como Alberto Maldonado hemos impulsado la computación cuántica en México y creado una comunidad. Él organizó el primer Festival de Otoño Qiskit en 2021 y desde entonces lo hemos organizado todos los años. Él nos ha impulsado a juntarnos y así ubicamos a una profesora de una universidad de otro estado que también hace computación cuántica y yo contacté a otras personas de la facultad de ingeniería de la UNAM interesados en el tema. Así ha ido creciendo la comunidad de computación cuántica en México, organizando cada vez más eventos de computación cuántica».

Una de las experiencias que más ha marcado a Claudia fue su participación en QClass 23-24, una iniciativa que, durante dos semestres, ofreció formación avanzada y gratuita en computación cuántica a estudiantes de contextos muy diversos.

«Lo que más me ha dado satisfacción ha sido coordinar un evento de Qworld que se llamó Qclass 23-24. Organizamos una serie de cursos a nivel de postgrado que duró dos semestres. Además de ser mentora, fui profesora y preparaba los exámenes y el contenido se dio utilizando Qiskit. Participaron más de 1500 estudiantes de más de 100 países y de muchos historiales profesionales diferentes. Realmente fue muy gratificante, otorgamos certificados. Porque esa es la idea: apoyar a los demás; y obviamente que como es un evento de Qworld era totalmente gratuito».

Una red para impulsar la computación cuántica en México

Recientemente, Claudia coorganizó, junto con el Dr. Alberto Maldonado y otros colaboradores, un evento nacional que reunió a estudiantes, docentes, investigadores y representantes de la industria, todos con un objetivo común: aprender, colaborar y abrir nuevas oportunidades en computación cuántica. Y lo más destacable: todo se hizo en español y con enfoque inclusivo.

Una de las grandes barreras para aprender computación cuántica en América Latina es el idioma. La mayoría de los recursos están en inglés, además de tratarse de conceptos complejos. Por eso, el evento se centró en crear espacios de aprendizaje en español, explicando los conceptos de forma clara y amigable. Claudia y colaboradores revelan en un artículo publicado en la IEEE, que esto permitió a más del 76% de los participantes —la mayoría sin experiencia previa— sentirse cómodos de sumergirse en el campo.

Los perfiles de los asistentes fueron muy diversos: estudiantes de licenciatura, maestría, preparatoria, profesores, profesionales e incluso personas del sector público. Hubo representación de más de 40 universidades, algunas incluso fuera de México. Y lo mejor: muchas mujeres y personas no binarias también participaron activamente, reforzando la necesidad de construir un entorno diverso en el ámbito científico. 

Un objetivo clave del evento era crear una red de colaboración entre universidades, centros de investigación y empresas tecnológicas. Hoy la red es una realidad pujante que cuenta con la participación de organizaciones como el Centro de Estudios de Computación (CECAv) de la UNAM, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, el Tecnológico de Monterrey y compañías como IBM Quantum, Xanadu, Quantinuum y Unitary Fund. 

«A través de la red hemos logrado que en la escuela de verano de la facultad de ingeniería ya contemos con cientos de asistentes. Cada vez estamos llegando a más personas y formando a muchas más; la red y la escuela de verano van creciendo y se nota en los números, es muy emocionante. Cada vez más personas se interesan con el tema y ya hasta tenemos estudiantes interesados en hacer su tesis en computación cuántica».

Construyendo comunidad cuántica en América Latina a través de Qiskit

La historia de Claudia con Qiskit es un claro ejemplo de cómo el acceso temprano a recursos educativos puede despertar una vocación y abrir puertas a la colaboración activa dentro de una comunidad tecnológica global. Lo que comenzó como una participación curiosa en eventos abiertos, pronto se transformó en una trayectoria de contribución significativa, mentoría y liderazgo en la localización de contenidos para el mundo hispanohablante. Su involucramiento con Qiskit no solo la formó técnicamente, sino que también le brindó el espacio para amplificar su impacto educativo.

«Principalmente, yo aprendí computación cuántica con Qiskit, sobre todo en sus inicios. IBM hizo un gran esfuerzo en dar a conocer su plataforma y organizó muchos eventos como la escuela de verano, el festival de otoño, y el advocate. Yo he participado en estos eventos a nivel de participante y luego como parte del staff. De allí me convertí en Qiskit advocate y así puede comenzar a contribuir como mentora y traduciendo diferentes materiales al español, como tutoriales, libros de texto y cuadernos de programación para los eventos. Así llegué a formar parte del equipo central del proyecto de localización y así me fui involucrando».

Mujer, latina, científica: retos y victorias en computación cuántica

Además de su compromiso con la educación abierta y la computación cuántica, Claudia Zendejas-Morales ha enfrentado desafíos que van más allá de lo técnico. Ser mujer y provenir de América Latina le ha significado, en más de una ocasión, enfrentar prejuicios de género y discriminación por origen. Su testimonio refleja una realidad persistente en el mundo STEM: tener que demostrar constantemente la validez del propio conocimiento, ser ignorada en espacios de colaboración o ser juzgada por el apellido o el país de origen.

Sus palabras nos recuerdan por qué la equidad en ciencia no es solo deseable, sino urgente:

«Esto es algo que he notado desde mis inicios en STEM: por el hecho de ser mujer, muchas veces no se consideran mis conocimientos como suficientes o válidos, especialmente por parte de algunos hombres. No solo lo he vivido yo, también lo he visto en otras mujeres. Tenemos que esforzarnos el doble para que nuestras ideas sean escuchadas o para que se reconozca que estamos capacitadas.

Me he enfrentado a rechazos simplemente por ser mujer. Por ejemplo, en algunos hackatones he intentado integrarme a equipos, pero no recibo respuesta. Luego veo cómo se desarrollan esos grupos y resulta evidente que el motivo de exclusión tiene que ver con el género.

A esto se suma mi origen latino. Muchas veces he notado rechazo hacia mi apellido o hacia el hecho de ser mexicana. He llegado incluso a evitar decir de dónde soy, porque en cuanto lo menciono, la gente se forma una idea limitada sobre mis capacidades. En algunos casos, ni siquiera saben dónde está México, pero aun así me prejuzgan».

A pesar de estas barreras, Claudia ha encontrado formas de transformar la exclusión en motivación. Un ejemplo claro de ello fue su participación en el hackatón organizado por Zaiku Group Ltd, donde, como parte del equipo dotQ, obtuvo el segundo lugar por el desarrollo de un modelo híbrido cuántico-clásico aplicado a la genómica. Este logro no solo valida su capacidad técnica, sino que también desafía directamente los prejuicios que enfrentó.

Después de años forjando caminos en la computación cuántica en México y enfrentando barreras estructurales, Claudia Zendejas-Morales nos recuerda que la clave es no abandonar la curiosidad.

«Yo les digo a las jovencitas que se animen a entrar en el mundo de la computación cuántica. Mucha gente escucha el término “cuántico” y se espanta sin realmente conocer el tema. Pero lo importante es atreverse a involucrarse. Afortunadamente, hoy existen muchos caminos distintos, en diferentes niveles, para comenzar a aprender.

Si te falta física, se aprende. Si no sabes programar, se aprende. Si no hablas inglés, también se aprende. Lo esencial es no dejar a la deriva nuestras curiosidades: hay que atenderlas, explorarlas, buscar respuestas.

México está sembrando las bases para una comunidad cuántica sólida, colaborativa y conectada con el mundo. Y cualquiera puede ser parte de esta era tecnológica».

Refences

Kottmann, J. S., Alperin-Lea, S., Tamayo-Mendoza, T., Cervera-Lierta, A., Lavigne, C., Yen, T., Verteletskyi, V., Schleich, P., Anand, A., Degroote, M., Chaney, S., Kesibi, M., Curnow, N. G., Solo, B., Tsilimigkounakis, G., Zendejas-Morales, C., Izmaylov, A. F., & Aspuru-Guzik, A. (2021). TEQUILA: a platform for rapid development of quantum algorithms. Quantum Science and Technology, 6(2), 024009. https://doi.org/10.1088/2058-9565/abe567

Maldonado-Romo, A., Zendejas-Morales, C., Escalante-Ramírez, B., Olveres, J., Pedraza, I., Maldonado-Romo, J., & Yaljá Montiel-Pérez, J. (2024). *Forging pathways: Quantum computing initiatives in Mexico*. In 2024 IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE) (pp. 104–111). IEEE. [https://doi.org/10.1109/QCE60285.2024.20465](https://doi.org/10.1109/QCE60285.2024.20465)

Entrevista a la Dra. Alexia Auffèves, física francesa, pionera de la energética cuántica y cofundadora de la Iniciativa de Energía Cuántica (QEI).

La física cuántica ha sido la estrella del mundo de la tecnología durante casi un siglo. Sin embargo, silenciosamente, una segunda revolución cuántica está surgiendo y sacudiendo los fundamentos mismos del funcionamiento de las computadoras a todos los niveles, desde cómo se define la información y la forma como las máquinas la procesan físicamente, hasta los algoritmos. Estas nuevas tecnologías cuánticas prometen cálculos excepcionalmente más rápidos y comunicaciones más seguras.

A medida que los gobiernos y las industrias invierten fuertemente en sistemas cuánticos, es hora de pensar en cómo los construimos y utilizamos de forma responsable. Eso significa no solo centrarse en lo que pueden hacer, sino también en cuánta energía utilizan para realizar las tareas. Los retos medioambientales y sociales reconocidos hoy en día imponen nuevas limitaciones que no eran obvias cuando surgieron las computadoras clásicas. Los procesadores cuánticos que están surgiendo en este momento muestran un menor consumo de energía en comparación con las máquinas tradicionales, pero no comprendemos del todo por qué y si esta ventaja persistirá a medida que escalen.

En un artículo seminal publicado en Physics Review X Quantum, en 2022, la física Dra. Alexia Auffèves, Directora de Investigación de Primera Clase en el CNRS de Francia, jefa del Laboratorio Internacional de Investigación MajuLab y Profesora invitada en el Centro de Tecnologías Cuánticas de Singapur, sostiene que “es necesario un fuerte vínculo entre la investigación fundamental y la ingeniería para establecer conexiones cuantitativas entre el rendimiento de la informática a nivel cuántico y el consumo de energía a nivel macroscópico, full-stack”. En el marco del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, mantuvimos una conversación con la Dra. Alexia Auffèves sobre su trabajo como pionera de la energética cuántica y como cofundadora y líder de la Iniciativa de Energía Cuántica (QEI), un esfuerzo interdisciplinar que reúne a expertos en física cuántica, termodinámica y energética, informática e ingeniería con el objetivo de comprender cómo utilizan la energía las tecnologías cuánticas desde la base.

«Llevo doce años trabajando en termodinámica cuántica, y al principio no fue fácil detectar el impacto de esta investigación en las tecnologías cuánticas. La comunidad de termodinámica cuántica apenas pudo participar en el gran despegue de las tecnologías cuánticas. Yo formaba parte de la comunidad de termodinámica cuántica, pero también tenía una visión de lo que estaba ocurriendo con las tecnologías cuánticas debido a mi pasado como experimentalista, y porque dirigía el centro de tecnologías cuánticas de Grenoble. Así, pues, vi que había claramente una brecha que salvar entre las dos comunidades», dice Alexia.

Aprendiendo de las lecciones tanto de la historia de la informática clásica como de los recientes avances de la inteligencia artificial, Auffèves nos recuerda que la eficiencia energética no se produce por accidente: Si no la buscas, no la encontrarás. En el caso de la informática cuántica, puede requerir décadas de perfeccionamiento, desde la comprensión de los principios fundamentales que conectan el coste energético y el rendimiento, hasta el diseño de chips que equilibren el rendimiento con el consumo de energía.

Creando una comunidad internacional de investigación para comprender la huella energética de las tecnologías cuánticas emergentes

Motivados por la oportunidad y relevancia de abordar el coste energético de las tecnologías cuánticas, Alexia, sus colegas Robert Whitney y Janine Splettstoesser, y el consultor y autor Olivier Ezratty cofundaron la Iniciativa de Energía Cuántica (QEI) en 2022.

Esta comunidad establece formas de medir la eficiencia energética de los dispositivos cuánticos, fija marcos de referencia e identifica cómo reducir el consumo de energía en las distintas plataformas cuánticas y paradigmas informáticos. En primer lugar, abordan computación cuántica, pero también investigan la comunicación y la detección, los otros dos denominan pilares de las tecnologías cuánticas. El equipo de la QEI pretende definir qué significa realmente “ventaja cuántica energética” en términos científicos y utilizar ese conocimiento para orientar las decisiones de diseño inteligente a medida que se desarrollan los sistemas cuánticos.

«La QEI es uno de los primeros intentos de desarrollar la innovación en un mundo finito. En el pasado, los innovadores solían invertir mucho dinero, con la esperanza de que saliera algo. Ahora, tenemos que tener en cuenta el hecho de que los recursos físicos, especialmente la energía, son finitos. En ese sentido, la computación cuántica está creciendo en condiciones muy, muy diferentes a las de su hermana mayor, la computación clásica, cuando había petróleo por todas partes, y entonces podías desarrollar tecnologías, suponiendo que teníamos recursos infinitos».

Pero poner en marcha este tipo de iniciativas, en las que se entrecruzan la ciencia fundamental y las tecnologías emergentes, también significa sortear la influencia de los sectores de la industria, que a menudo tratan de alinearse con las narrativas éticas predominantes del momento.

«Cuando lanzas una iniciativa como esta, no estás consciente del tipo de fuerzas que vas a desencadenar, especialmente hoy en día, cuando hay tanta hipérbole cuántica. Si mezclas esa hipérbole con la palabra «energía», se vuelve insoportable. La QEI no es una empresa de lavado verde. Estamos aquí precisamente para evitar el lavado verde. Estamos aquí para proporcionar a la comunidad cifras científicas objetivas de mérito para que frases como: «¡Oh! Mi computadora cuántica calculará con menos energía» y pueda comprobarse, y la eficiencia energética de esa computadora pueda incluso compararse con un límite fundamental y mejorarse con el tiempo».

¿Podemos construir una teoría que abarque lo cuántico y lo clásico a la vez?

Para comprender el verdadero coste energético de la computación cuántica, debemos mirar más allá de las especificaciones del hardware y la eficiencia operativa. En el centro del desafío se encuentra un problema mucho más profundo y conceptual: cómo combinar los mundos cuántico y clásico dentro de un único modelo físico. No se trata solo de un obstáculo técnico: es el problema más antiguo y aún abierto de la física cuántica, conocido como el problema de la medición.

Cualquier cálculo, ya sea clásico o cuántico, puede dividirse en tres etapas: entrada, procesamiento y salida. En la informática cuántica, tanto la entrada como el proceso de cálculo implican fenómenos inherentemente cuánticos, como la superposición y el entrelazamiento. Sin embargo, la obtención del resultado (la salida) requiere una medición, un proceso que desempeña un papel central en nuestra comprensión de la mecánica cuántica. Los científicos siguen desconcertados por lo que ocurre exactamente durante la medición, cuando las propiedades cuánticas se pierden aparentemente al interactuar el sistema cuántico con el aparato clásico utilizado para observarlo.

«Si piensas en una computadora cuántica, mientras se realiza un cálculo, tratamos con estados del gato de Schrödinger, es decir, superposiciones de estados de sistemas «macroscópicos» – registros de datos formados de una vasta cantidad de qubits. Así, pues, tienes estados de gato de Schrödinger en una caja (un criostato, por ejemplo) que intentas controlar desde el mundo externo [clásico]. Y mi sensación es que el coste energético verdaderamente fundamental de la informática cuántica es en realidad el costo de la caja que rodea al gato de Schrödinger.

Responder a esa pregunta es independiente del hardware y también sería una forma de resolver una de las mayores cuestiones abiertas de la física cuántica: ¿podemos construir una teoría que abarque lo cuántico y lo clásico a la vez?

Hoy en día, esta cuestión pertenece al campo de los fundamentos cuánticos, que en gran medida está desvinculado de las tecnologías cuánticas, donde «Cállate y calcula» [la respuesta que suelen dar los ingenieros y académicos a las personas que se preguntan por el significado filosófico de la teoría cuántica] ha demostrado ser una estrategia eficaz; sin embargo, si realmente quieres calcular los costes energéticos mínimos y obtener un marco universal para evaluar comparativamente todas las plataformas cuánticas posibles, resolver ese problema fundamental es muy relevante. Es un bello ejemplo de cómo la respuesta a cuestiones fundacionales puede surgir de cuestiones tecnológicas, igual que la flecha termodinámica del tiempo surgió de la optimización de los motores térmicos», explica con entusiasmo la Dra. Auffèves.

La energética cuántica a la vanguardia de los fundamentos de la propia física cuántica

Abrir las capas de la abstracción para comprender lo que ocurre realmente dentro de una computadora cuántica es fundamental para plantear preguntas profundas sobre la naturaleza de la energía, el ruido y la computación a nivel cuántico. Alexia reflexiona sobre cómo su investigación ofrece una ventana a esa indagación filosófica y científica, que nos desafía a replantearnos qué significa “costo energético” en el mundo cuántico.

Se trata de una investigación impulsada por la curiosidad, no por la utilidad, por el deseo de captar lo que realmente significa la energética cuántica en su esencia.

«Mi investigación consiste en comprender los mecanismos fundamentales que rigen los flujos de energía, entropía e información a nivel cuántico, y cómo estos comportamientos escalan hasta el nivel macroscópico. Esta línea de investigación denominada energética cuántica es joven, fundamental y tiene un valor intrínseco, al margen de cualquier consideración tecnológica. Es muy importante subrayar que la QEI no sólo promueve una investigación de base tecnológica. También fomentamos este núcleo fundamental de la energética cuántica. Está impulsado por la curiosidad y últimamente ha desencadenado una serie de nuevas cuestiones apasionantes, como los motores accionados por mediciones, ¡en los que basta con mirar un sistema cuántico para ponerlo en movimiento! »

La Dra. Alexia Auffèves explica amablemente qué es la energética cuántica.

«Se inspira en la termodinámica clásica, cuya primera motivación es convertir la «energía desordenada» (calor) de los baños calientes en otra útil y controlable (trabajo). Eso se llama motor térmico, y la termodinámica nos dice cuál es su eficiencia máxima, que es un límite fundamental. Una segunda motivación es invertir los flujos naturales de calor, lo que tiene un coste de trabajo: esto se llama nevera, y también tiene un límite fundamental. Ahora bien, lo que desempeña el papel del calor en la física cuántica es el ruido cuántico (como la decoherencia), que procede del acoplamiento a baños que no tienen necesariamente una temperatura bien definida. Por eso hablo de energética cuántica y no de termodinámica cuántica (donde las temperaturas desempeñan un papel central). Uno de los propósitos de este campo es derivar límites fundamentales cuánticos: encontrar el coste energético mínimo para cualquier tipo de proceso cuántico, para cualquier tipo de ruido cuántico. Queremos relacionar la irreversibilidad y el derroche de energía en el ámbito cuántico, donde no hay temperatura de por medio. Esta línea de investigación trata de comprender los fundamentos de la física cuántica con sondas energéticas y entrópicas».

Aunque gran parte de la investigación cuántica actual está impulsada por la carrera hacia la innovación y la comercialización, sigue existiendo una búsqueda más silenciosa y profunda, que plantea cuestiones fundamentales sobre la naturaleza de la energía, el ruido y la irreversibilidad a nivel cuántico.

En un mundo cada vez más marcado por las preocupaciones energéticas y los imperativos climáticos, mujeres científicas excepcionales, como la Dra. Alexia Auffèves, e iniciativas como el QEI, iluminan el sendero hacia la innovación responsable, al tiempo que son pioneras en la investigación fundamental de la mecánica cuántica. Es hora de impulsar el futuro cuántico, con precisión, propósito y sostenibilidad.

El futuro cuántico no tiene por qué repetir los errores del pasado digital. Puede ser mejor, si empezamos ahora.

Artículo publicado en Physical Review X Quantum

Resumen

Entre todos los inventos que ha producido la física cuántica, el láser ocupa un lugar especialmente importante, tanto por la rica historia de descubrimientos sucesivos que condujeron a su nacimiento, como por el papel que ha desempeñado en la investigación fundamental y aplicada. En este artículo hago un recorrido por el linaje de descubrimientos teóricos y experimentos que han marcado la historia del láser, limitándome a la contribución de los láseres a la ciencia del cielo azul y dejando aparte su conocido papel en diversos dominios de la tecnología. Esta historia comenzó con los avances en la antigua teoría cuántica, desde la descripción teórica de Einstein de la emisión estimulada hasta el descubrimiento experimental de O. Stern de la cuantización espacial del espín del electrón. A esas contribuciones siguieron la resonancia magnética nuclear, los relojes atómicos, el bombeo óptico y los máseres, y así, el ritmo de los descubrimientos se aceleró con la aparición del láser en 1960. Desde entonces, esta extraordinaria fuente de luz ha permitido avances en la física fundamental y ha abierto campos de investigación que ni siquiera se imaginaron en el momento de su nacimiento. Tuve la suerte de comenzar mi carrera de física en esta encrucijada de la física atómica y la óptica. En este artículo expongo mi visión personal de las grandes aventuras de la investigación fundamental en las que participé como actor o espectador, desde el enfriamiento y la captura de átomos usando luz, hasta la física de los gases cuánticos de bosones y fermiones, la manipulación de partículas cuánticas individuales y las simulaciones cuánticas. Muchas otras áreas de la física fundamental, que sólo mencionaré brevemente, deben su desarrollo a los láseres y aún cabe esperar nuevos avances en los próximos años.

Lee el artículo completo (en inglés) aquí.

Imagen destacada: Una melaza óptica: una nube de átomos fríos de sodio se vuelve fluorescente en la intersección de tres pares de rayos láser contrapropagados y sintonizados en rojo. El haz láser utilizado para la ralentización Zeeman de los átomos es visible por encima del haz horizontal de melaza. (Cortesía de W. Phillips.)

Sobre el autor: Serge Haroche trabaja en el Laboratoire Kastler Brossel, École Normale Supérieure y Collège de France, París, Francia. Recibió el Premio Nobel de Física en 2012.

Hace un siglo, científicos pioneros como Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger establecieron los principios fundamentales de la mecánica cuántica. Para conmemorar este hito, los editores de las revistas Physical Review han reunido una colección de artículos históricos que dieron forma a este campo. Se puede acceder a toda la colección en este enlace.

La colección comienza con el siguiente editorial de Dagmar Bruß, de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf.

Editorial de Physical Review Letters

En este Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, celebramos el centenario de la física cuántica. El aniversario marca los avances teóricos -incluidas las formulaciones de Heisenberg y Schrödinger de la mecánica cuántica- que se desarrollaron rápidamente a partir de 1925, basándose en contribuciones seminales anteriores que establecieron conceptos cuánticos esenciales [1-5].

Cien años abarcan unas tres generaciones humanas. Del mismo modo, considero que el último siglo de la física cuántica ha progresado a través de tres generaciones consecutivas pero entrelazadas. La primera generación cuántica fue una era de comprensión y misterios. Los trabajos pioneros de este periodo introdujeron una descripción mecánica cuántica formal de la realidad física. Al mismo tiempo, esta era vio cómo los investigadores intentaban hacer frente a los fenómenos contraintuitivos -incluidos el entrelazamiento y la no localidad relacionada- resultantes del formalismo cuántico.

La segunda generación cuántica fue la de la consolidación y las aplicaciones. Esta era trajo consigo la «primera revolución cuántica», una serie de avances tecnológicos que han hecho que los efectos cuánticos formen parte de nuestra vida cotidiana. Los láseres, las imágenes por resonancia magnética y los circuitos integrados son ejemplos de tecnologías cuánticas. La teoría cuántica también empezó a remodelar campos como la química, la ciencia de los materiales, la astrofísica y la cosmología. Este periodo vino acompañado de una aceptación gradual de los peculiares efectos que surgen en el régimen cuántico.

El rasgo característico de la tercera generación cuántica es el vínculo con la ciencia de la información. Tras aceptar la rareza cuántica, los científicos se dieron cuenta de que el mundo cuántico tiene un gran poder inherente para el procesamiento cuántico de la información. Aprovechando las leyes cuánticas de la naturaleza, idearon formas de realizar la computación, la comunicación, la simulación y la detección con una eficacia y seguridad inigualables. Los esfuerzos por aplicar estas tecnologías disruptivas constituyen el núcleo de la investigación contemporánea.

Esta colección reúne artículos que desempeñan un papel fundamental dentro de cada una de estas tres generaciones cuánticas. En la primera generación, el desarrollo de la teoría [6-17] fue de la mano de la discusión de dudas, paradojas y posibles interpretaciones de la mecánica cuántica [18-22].

Durante la segunda generación cuántica, las contribuciones pioneras incluyeron ideas sobre los efectos topológicos [23,24], así como la concepción de experimentos para probar propiedades mecánico-cuánticas debatidas, como la no localidad [25-27], la contextualidad [28] y la dualidad partícula-onda [29]. Estas ideas se probaron con éxito en experimentos cuando se dispuso de la tecnología adecuada [30-34].

La tercera generación cuántica se abrió con artículos que sentaron las bases de la ciencia de la información cuántica. El «teorema de no clonación» [35] mostró la posibilidad de lograr una seguridad inquebrantable en la comunicación cuántica [36]. Otros artículos emblemáticos señalaron la posibilidad de construir un ordenador cuántico universal [37] y de lograr una ventaja de la informática cuántica en las aplicaciones prácticas [38]. Paralelamente a la ciencia de la información cuántica, la investigación fundacional empezó a seguir direcciones nuevas y alternativas [39].

A medida que nos adentramos en un nuevo siglo de ciencia cuántica, nos preguntamos hasta qué punto serán perturbadoras las tecnologías de la información cuántica y en qué plazos se dejará sentir todo su impacto. Pero la futura investigación cuántica deberá abordar mucho más que el desarrollo tecnológico. Tras 100 años de mecánica cuántica, varias cuestiones fundamentales siguen parcial o totalmente sin resolverse. ¿Podemos comprender la frontera entre el mundo cuántico y el clásico? ¿Cómo pueden surgir de la mecánica cuántica las leyes de la termodinámica clásica? ¿Puede cuantizarse la gravedad y cómo pueden los experimentos buscar firmas de gravedad cuántica? Surgirán muchas más preguntas que hoy ni siquiera podemos imaginar.

Sin duda, la investigación sobre los aspectos fundamentales de la física cuántica será tan necesaria en el futuro como lo fue en su primer siglo. Y como la historia ha demostrado ampliamente, los llamados «saltos cuánticos» en tecnología son, en general, fruto de avances fundamentales.

Referencias (39)

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27. Lucien Hardy, No localidad para dos partículas sin desigualdades para casi todos los estados enredados, Phys. Rev. Lett. 71, 1665 (1993) .
28. Simon Kochen y Ernst Specker, El problema de las variables ocultas en mecánica cuántica, J. Math. Mech. 17, 59 (1967) .
29. John A. Wheeler, The «past» and the «delayed-choice» double-slit experiment, Mathematical Foundations of Quantum Theory, editado por A. R. Marlow (Academic Press, Nueva York, 1978), pp. 9-48, 10.1016/B978-0-12-473250-6.X5001-8.
30. Stuart J. Freedman y John F. Clauser, Prueba experimental de las teorías locales de variables ocultas, Phys. Rev. Lett. 28, 938 (1972) .
31. Alain Aspect, Jean Dalibard y Gérard Roger, Prueba experimental de las desigualdades de Bell mediante analizadores variables en el tiempo, Phys. Rev. Lett. 49, 1804 (1982) .
32. X.Y. Zou, L. J. Wang, y L. Mandel, Coherencia inducida e indistinguibilidad en la interferencia óptica, Phys. Rev. Lett. 67, 318 (1991) .
33. Vincent Jacques, E Wu, Frédéric Grosshans, François Treussart, Philippe Grangier, Alain Aspect y Jean-François Roch, Experimental realization of Wheeler’s delayed-choice gedanken experiment, Science 315, 966 (2007).
34. B. Hensen et al., Loophole-free Bell inequality violation using electron spins separated by 1.3 kilometres, Nature (London) 526, 682 (2015); Marissa Giustina et al., Significant-loophole-free test of Bell’s theorem with entangled photons, Phys. Rev. Lett. 115, 250401 (2015) ; Lynden K. Shalm y otros, Prueba fuerte y sin lagunas del realismo local, 115, 250402 (2015).
35. William K. Wootters y Wojciech H. Zurek, No se puede clonar un único cuanto, Nature (Londres) 299, 802 (1982).
36. Charles H. Bennett y Gilles Brassard, Criptografía cuántica: Public key distribution and coin tossing, Actas de la Conferencia Internacional sobre Informática, Sistemas y Tratamiento de Señales (1984), Vol. 1, pp. 175-179.
37. David Deutsch, La teoría cuántica, el principio de Church-Turing y el ordenador cuántico universal, Proc. R. Soc. A 400, 97 (1985) .
38. Peter W. Shor, Algoritmos para la computación cuántica: Discrete logarithms and factoring, Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science, Santa Fe, NM (1994), pp. 124-134; L. K. Grover, Quantum mechanics helps in searching for a needle in a haystack, Phys. Rev. Lett. 79, 325 (1997) .
39. Sandru Popescu y Daniel Rohrlich, La no localidad cuántica como axioma, Encontrado. Phys. 24, 379 (1994) .

Imagen destacada: Max Planck y Albert Einstein (Universidad Hebrea de Jerusalén).

El DPG lanza el recurso en línea «Un muro histórico de la Física Cuántica» como parte del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.

La Deutsche Physikalische Gesellschaft (Sociedad Alemana de Física | DPG) ha puesto en marcha un sitio web que ofrece una visión de la historia de la física cuántica en sus múltiples capas. El sitio web quantum-history.org utiliza un enfoque visual del desarrollo de la física cuántica y de la mecánica cuántica en particular, cuyo desarrollo histórico, como el de las propias teorías y experimentos, es complejo. El sitio web ofrece versiones en inglés y alemán.

Ahora los interesados pueden explorar la física cuántica en línea: desde términos y conceptos, teorías e interpretaciones, hasta instrumentos, experimentos y mediciones. Los elementos visuales se combinan con textos breves o «bocadillos de historia» que explican los antecedentes físicos y el contexto histórico de la forma más concisa y fácilmente comprensible posible.

«En lugar de las personas, sus recuerdos y puntos de vista, aquí el centro de atención es la propia física», explica el director del proyecto, Arne Schirrmacher. «La historia se presenta visualmente: mediante curvas, fórmulas, dibujos, notas y diagramas que representan los avances clave, pero también mediante fotos y citas que explican el contexto y los conflictos en el desarrollo de la física cuántica.»

Los historiadores de la física y los físicos interesados en la historia de la física han estudiado intensamente la historia de la teoría cuántica durante las dos últimas décadas. El Proyecto de Historia Cuántica realizó una importante contribución entre 2006 y 2012, reuniendo a un grupo internacional de investigadores del Instituto Max Planck de Historia de la Ciencia y del Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck. Esto condujo al establecimiento de una red más amplia de historiadores cuánticos que sigue activa hoy en día y que ha contribuido al Muro de la Historia.

«Las futuras aplicaciones de las innovaciones basadas en la física cuántica son diversas, y su alcance total aún no es previsible», afirma Klaus Richter, Presidente de la Sociedad Alemana de Física. «Por eso, en Alemania, el Año Internacional de la Cuántica se celebra también bajo el lema «100 años es sólo el principio»».

El «Muro de la Historia Cuántica» se realizó con el apoyo de la Fundación Wilhelm y Else Heraeus y es una contribución del DPG al Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas. También queremos dar las gracias a las editoriales e instituciones participantes, como la Sociedad Americana de Física, la Sociedad Heisenberg, el Deutsches Museum, Wiley-VCH, Hirzel, Springer Nature y otras, por haber cedido generosamente los derechos de uso gratuito de numerosos materiales de archivo y fotografías.

Actualmente, el Muro de la Historia también forma parte de la exposición especial «Was zum Quant?!», que está bajo el paraguas del DPG y se exhibe en el Forum Wissen, el Museo del Conocimiento de la Universidad de Gotinga, hasta octubre de 2025.

Concepto y contenido editados por Arne Schirrmacher

Comentarios: quantum-history@dpg-mail.de

LONDRES – 28 de abril de 2025 – El Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (IYQ) 2025 de la UNESCO anuncia hoy el lanzamiento de Quantum 100: A global snapshot of careers & community, una importante iniciativa mundial para celebrar la diversidad de personas que hay detrás de la ciencia y la tecnología cuánticas.

Desde investigadores a responsables políticos, desde educadores a empresarios, y desde estudiantes a comunicadores, The Quantum 100 reconocerá y defenderá a 100 profesionales cuánticos de todo el mundo.

Para que se tenga en cuenta su inclusión, el IYQ solicita propuestas que demuestren contribuciones importantes a la ciencia y la tecnología cuánticas o a la comunidad cuántica en los campos de:

• Academia
• Artes
• Comunicación
• Educación
• Gobierno
• Industria
• Filantropía

Las inscripciones están abiertas desde hoy hasta el 28 de mayo.

Cada persona incluida en el Quantum 100 tendrá su nombre y foto en una galería en línea en el sitio web del IYQ con detalles sobre sus logros. Las presentaciones serán revisadas por los miembros del Comité Directivo del AIC, un consorcio internacional de científicos y responsables políticos, y los anuncios de los 100 Cuánticos comenzarán el 29 de julio, coincidiendo con el centenario de la publicación del artículo «mágico» de Werner Heisenberg que condujo al desarrollo del nuevo modelo de mecánica cuántica.

«El Quantum 100 responde al verdadero espíritu del AIC» , declaró Sir Peter Knight,

Catedrático del Imperial College de Londres, Presidente del Instituto de Metrología Cuántica del Laboratorio Nacional de Física y copresidente del Comité Directivo del IYQ. «Las ciencias cuánticas y la comunidad cuántica en general avanzan gracias a una cohorte de personas diversas y de mentalidad global. Con esta iniciativa, celebraremos las funciones y contribuciones de estas personas y, al hacerlo, inspiraremos a la próxima generación de talentos cuánticos. Uno de los objetivos del AIC es que cualquier persona, en cualquier lugar, pueda participar, y el Quantum 100 es un oportuno recordatorio de cuántos tipos diferentes de personas ya están participando y prosperando en la industria cuántica en todo el mundo.»

Silvina Ponce Dawson, Presidenta de la IUPAP (Unión Internacional de Física Pura y Aplicada) añadió:

«Teniendo en cuenta que la diversidad es clave para el esfuerzo científico, Quantum 100 representa una iniciativa importante y oportuna para poner de relieve cómo la ciencia y la tecnología cuánticas pueden abordarse desde diferentes perspectivas. Espero sinceramente que Quantum 100 inspire otras actividades y contribuya a aumentar la diversidad dentro de un campo que ya está ejerciendo un enorme impacto en la sociedad humana de todo el mundo.»

Para más información, visita https://quantum2025.org/quantum-100/

Acerca del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas:

La ONU declaró 2025 Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (IYQ, por sus siglas en inglés) para conmemorar el centenario del estudio de la mecánica cuántica y ayudar a sensibilizar al público sobre la importancia y el impacto de la ciencia cuántica y sus aplicaciones en todos los aspectos de la vida. También pretende inspirar a la próxima generación de científicos cuánticos y mejorar la futura mano de obra cuántica centrándose en la educación y la divulgación. Cualquiera, en cualquier lugar, puede participar en el AIC ayudando a otros a aprender más sobre cuántica o simplemente dedicando tiempo a aprender más sobre ella ellos mismos.