Computación Cuántica para el Beneficio de la Humanidad

Entrevista con Catherine Lefebvre, Asesora Principal del Anticipador de la Ciencia y la Diplomacia de Ginebra (GESDA) para el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta, una iniciativa de GESDA alojada en el CERN

Imaginemos que estamos en el año 2035. La computación cuántica ha alcanzado cierta madurez, revolucionando industrias y resolviendo problemas complejos a una escala sin precedentes. Las grandes empresas confían en los sistemas cuánticos para acelerar la innovación tecnológica. Pero, ¿se ha repartido equitativamente este progreso? ¿Se ha utilizado la tecnología cuántica para afrontar los retos más acuciantes de la humanidad, como reforzar la seguridad alimentaria mundial, mejorar el acceso global a medicamentos esenciales asequibles y reducir las emisiones de carbono? ¿O ha quedado en manos de unos pocos, ampliando la brecha entre los que se han beneficiado de ella y los que no?

En el marco del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica, entrevistamos a la científica Dra. Catherine Lefebvre, especializada en explorar escenarios futuros relacionados con la computación cuántica. Es Consejera Principal del Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta del Anticipador de la Ciencia y la Diplomacia de Ginebra (GESDA).

Laureada en Innovación, 2025, por Le Point.

«En GESDA, lo que hacemos es anticipar futuros avances científicos y tecnológicos que pueden suceder en los próximos 5 a 25 años, así como los posibles retos relacionados, no solo en cuántica sino también en muchos otros campos científicos. A partir de estos retos, exploramos las oportunidades potenciales para asegurarnos de que estos avances puedan beneficiar a todos, y no solo a los países ricos que suelen desarrollar y utilizar la tecnología. Con un grupo de expertos, trabajamos para acelerar una solución y transformarla en acciones concretas que puedan conducir a un escenario mejor para todos. Así es como co-creamos el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta», Catherine explica.

Preocupados por el impacto de las tecnologías emergentes sobre la humanidad, ella y sus colegas, con la estrecha colaboración de expertos en investigación, diplomacia, industria de todo el mundo, lanzaron el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta (OQI, por sus siglas en inglés) en octubre de 2022; un paso audaz para hacer que la computación cuántica sea más inclusiva y beneficiosa para nuestra sociedad y nuestro planeta. «La misión del OQI es promover un acceso global, equitativo e inclusivo a la computación cuántica y, a través de ello, explorar aplicaciones de la computación cuántica que beneficien a la humanidad».

La historia nos ha enseñado que cuando las tecnologías transformadoras — como las redes sociales o la inteligencia artificial — se concentran en manos de unos pocos, las consecuencias pueden ser profundas e impredecibles. Hoy, a las puertas de la era cuántica, nos enfrentamos a una encrucijada similar. Si observamos la computación cuántica desde una perspectiva internacional, vemos grandes disparidades: muchos países carecen de la infraestructura, los conocimientos o la financiación necesarios para participar, lo que deja sin explotar un enorme potencial. Si la tecnología cuántica se convierte en dominio exclusivo de las naciones o empresas más ricas, corremos el riesgo de ahondar la brecha digital y reforzar las desigualdades mundiales.

Catherine explica con entusiasmo cómo se involucró en GESDA y cómo ella y sus colegas ayudaron a dar vida al Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta:

«Estaba haciendo una formación en diplomacia científica durante la pandemia cuando tuve la oportunidad de conocer GESDA. Gracias a mi mentor, el profesor Barry Sanders, pude unirme al grupo de trabajo sobre la iniciativa cuántica, y poco después mi implicación creció y pasé a formar parte del equipo de GESDA, como voluntaria. Co-diseñamos una solución que respondiera a la oportunidad que podía presentar la cuántica, traduciéndola en un instituto, que ahora es el OQI. Hacia el final de la fase de incubación del OQI, en 2023, confirmamos al CERN como socio para albergar el instituto y ayudar a ampliarlo durante los tres años del proyecto piloto, con el apoyo de UBS. [el banco suizo UBS Group AG]. Lanzamos oficialmente las actividades en el CERN en marzo de 2024, ¡y ahora celebramos el éxito del primer año del piloto!».

Pero, ¿cuál es exactamente la misión del Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta y qué pasos están dando sus interesados? Catherine se sumerge en estas cuestiones con claridad y perspicacia.

91st Acfas Congress, Ottawa, mayo de 2024 – Panel sobre Diplomacia Científica.

Un futuro cuántico prometedor para todos se basa en cuatro pilares

Primer pilar: Acelerar las aplicaciones para la humanidad

«El primer pilar de la actividad OQI es la exploración de aplicaciones. Estamos utilizando el marco de la ONU sobre los Objetivos de Desarrollo Sostenible [ODS] y más allá para explorar dónde podrían aplicarse los enfoques de la computación cuántica a problemas relevantes que ayudarían a acelerar la consecución de los ODS. Para ello, reunimos a equipos multidisciplinares de expertos en cuántica, expertos en la materia y organizaciones de la ONU o grandes ONG de todo el mundo para explorar posibles casos de uso de la computación cuántica que tengan impacto».

Segundo pilar: Acceso para todos

«Una vez que los casos de uso alcanzan la madurez suficiente, colaboramos con socios industriales que donan créditos para la implementación en dispositivos cuánticos: primero en simuladores y luego en QPU [unidades de procesamiento cuántico]. Este es el segundo pilar: centrarnos en el acceso».

Tercer pilar: Avanzar en la creación de capacidad

«El tercer pilar de la actividad se centra en cómo escalar a nivel global, cómo integrar las zonas geográficas desatendidas que no han iniciado su trayectoria cuántica y, en última instancia, participar en la exploración de aplicaciones según sus retos locales. Se trata de trabajar para aumentar la inclusión y el acceso equitativo mediante actividades de formación y capacitación.

El año pasado pusimos en marcha un consorcio educativo con varios proveedores de formación académica e industrial para compartir buenas prácticas, reunir recursos y hacerlos accesibles a las zonas geográficas objetivo, que son África, el Sudeste Asiático y América Latina.

Junto con los miembros del consorcio educativo, OQI está apoyando a organizaciones locales para desplegar actividades educativas, como hackathons. Por ejemplo, habrá un hackathon apoyado por OQI en Ghana en julio, y varios otros en Grecia, Egipto, Tailandia, etc., en 2025 y 2026. Además, estamos estudiando programas de tutorías y prácticas que ayuden a crear capacidad de conocimiento a escala mundial».

Cuarto pilar de actividad: Activar la gobernanza multilateral para los SDGs

«El otro público objetivo de la OQI en términos de educación son los diplomáticos, embajadores y responsables políticos. Esto se enlaza con el cuarto pilar, que se refiere a la gobernanza y la diplomacia científica. Dotar a los diplomáticos de información científica sobre lo que significa la cuántica, en qué punto nos encontramos en términos de desarrollo tecnológico, cuáles son los posibles retos y las implicaciones geopolíticas; proporcionamos una plataforma neutral de múltiples partes interesadas para fomentar un diálogo multilateral con el objetivo de acelerar un enfoque de gobernanza eficaz.

Hemos diseñado un Juego de Diplomacia Cuántica, que es una simulación de juego de rol para sumergir a los participantes en la anticipación de las implicaciones geopolíticas de la computación cuántica y explorar activamente la gobernanza multilateral. El juego se jugó en Washington y en la Universidad Técnica de Múnich a principios de este año y se «jugará» en Filipinas, Costa Rica, etc. durante el proyecto piloto de OQI».

Q2B Silicon Valley Diciembre 2024. Panel sobre cuántica y sostenibilidad.

Retos para garantizar el uso de la ciencia cuántica para el bien y para todos

Catherine reflexiona sobre la naturaleza colaborativa del trabajo del OQI y destaca los principales retos a que enfrenta, estableciendo puentes de conocimiento y comunicación entre las distintas partes interesadas y geografías.

«Uno de nuestros grandes retos está en la traducción. Voy a ponerles un ejemplo concreto de desarrollo de aplicaciones. Como se trata de equipos multidisciplinares, tenemos que encontrar constantemente la manera de hablar un lenguaje común para ser eficaces en la colaboración entre, por ejemplo, expertos en cuántica y expertos en otras áreas.

Otro reto es capacitar a los investigadores y desarrolladores que quieran participar con ideas para llevar adelante una aplicación. Hemos desarrollado una metodología rigurosa para guiar a los participantes desde la idealización hasta la prueba de concepto, de modo que propuestas sólidas puedan conducir a la implementación de las aplicaciones en ordenadores cuánticos en el futuro. La situación actual es que muy pocos participantes de zonas geográficas desatendidas por la cuántica tienen el nivel suficiente para contribuir de forma significativa a la creación de aplicaciones sólidas, por lo que nos queda mucho por hacer en la OQI y con nuestros colaboradores. Esta es la realidad, y también valida la necesidad de nuestras actividades educativas».

Aunque estos retos ponen de manifiesto la complejidad de crear aplicaciones cuánticas de alta calidad, Catherine subraya la importancia de fomentar la colaboración mediante el rigor, la resistencia y la resolución de problemas prácticos.

«Tenemos que ser realistas; nadie aprende cuántica de la noche a la mañana, y no todo el mundo necesita conocer la informática cuántica en profundidad. A la hora de explorar aplicaciones, es importante contar con expertos locales que conozcan sus retos, sus propias realidades, y así estas aplicaciones podrían tener un impacto real, especialmente en comunidades y geografías desatendidas. Por ejemplo, en algunas zonas quieren prevenir las catástrofes naturales y nosotros podríamos predecir las inundaciones con mayor exactitud gracias a la computación cuántica. Este es un problema real en Malasia, por ejemplo, es un problema cercano a su corazón. En OQI, estamos apoyando el desarrollo de casos de uso que tengan impacto, y colaborando con las autoridades locales para que el impacto pueda dirigirse a estos países afectados».

Taller técnico OQI sobre enfoques cuánticos en la Cumbre GESDA, octubre de 2024 Crédito: Marc Bader.

La pasión por la ciencia y la colaboración como motivación para impulsar cambios globales

El enfoque de OQI refleja algo más que una estrategia: habla de los valores que han guiado la trayectoria de Catherine desde el principio. No solo le motiva la tecnología en sí, sino también la colaboración mundial que puede fomentar y los retos globales que puede abordar. Una profunda pasión por la ciencia cuántica y una firme creencia en el poder de la colaboración han conformado la trayectoria profesional de esta notable mujer de la cuántica desde que era una niña.

«Cuando tenía seis años, decidí que quería ser químico, ¡aunque a esa edad no sabía realmente lo que eso significaba! Como estudiante de licenciatura, lo primero que aprendí fue que odiaba los laboratorios experimentales de química y, por suerte, enseguida encontré un curso sobre mecánica cuántica aplicada a la química y me dije, esto es, esto es sobre lo que más quiero aprender. Acabé haciendo un doctorado en química teórica y física molecular. A partir de ahí, trabajé como investigador durante varios años. Aparte de la cuántica, mi otra pasión, que ha crecido desde mis años de doctorado, es la colaboración. Mi tesis doctoral fue en co-tutela entre dos universidades, en Quebec y en París, y aprendí a tender puentes entre los dos departamentos de química y física de dos países distintos. Como teórico, también colaboré con experimentadores de varios países. Conocer distintas culturas científicas y distintos enfoques de la ciencia fue maravilloso. Este contacto tan temprano alimentó mi pasión por la colaboración y definió mi papel y mi carrera como investigador, y me llevó a la diplomacia científica».

Aunque 2035 no está tan lejos, la computación cuántica aún está en pañales. El futuro está abierto, lo que significa que tenemos una oportunidad única de colaborar en su desarrollo para el bien común. Y todo el mundo puede participar.

«Para participar en la diplomacia científica en acción, como lo que hacemos en OQI en el campo de la computación cuántica, no hace falta ser necesariamente un experto en cuántica. Para los no expertos, es una oportunidad de mantenerse informados sobre el desarrollo científico y participar activamente en la configuración del futuro a través del diálogo y el intercambio entre los científicos y los responsables de la toma de decisiones».

Aunque la OQI se centra principalmente en la computación cuántica, otras tecnologías cuánticas emergentes también pueden contribuir a abordar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Es esencial que los diplomáticos y organizaciones como GESDA permanezcan atentos a estos avances.

«Mi mensaje para todos es que lo importante es ser curioso, comprender la importancia de la cooperación en la intersección de la ciencia y la diplomacia. Tenemos esta gran oportunidad de aplicar la cuántica en beneficio de toda la humanidad».

Imagen de cabecera: Marc Bader.

Europa y el futuro de la ciencia cuántica

COMUNICADO DE PRENSA

Hoy, 1.º de abril de 2025, la ciudad de Gotinga, en Alemania, es celebrada como Sitio Histórico de la Sociedad Europea de Física (EPS, por sus siglas en inglés), en reconocimiento a las contribuciones realizadas por los científicos que trabajan en la ciudad en la fundación y desarrollo de la Física Cuántica. En esta ocasión, la Sociedad Europea de Física (EPS), junto con sus sociedades miembro, la Sociedad Austriaca de Física, la Sociedad Danesa de Física, la Sociedad Francesa de Física, la Sociedad Finlandesa de Física, la Sociedad Alemana de Física, el Instituto de Física (Reino Unido e Irlanda), la Sociedad Italiana de Física, la Sociedad Lituana de Física, la Sociedad de Físicos de Macedonia, la Sociedad Polaca de Física, la Real Sociedad Española de Física y la Sociedad Suiza de Física, desean mirar hacia el progreso con una declaración conjunta sobre el futuro de la ciencia cuántica.

La ciencia cuántica continúa desarrollándose de forma vertiginosa, aportando resultados nuevos e inesperados. Las tecnologías basadas en estos descubrimientos pueden cambiar nuestras vidas, abordar desafíos sociales e impulsar el progreso científico y económico.

La celebración del Sitio Histórico de la EPS y la Declaración de la EPS forman parte de las actividades de la EPS en el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica.

Sobre la Sociedad Europea de Física

La Sociedad Europea de Física (EPS) es una asociación sin fines de lucro cuyos miembros incluyen 42 Sociedades Nacionales de Física en Europa, personas de todos los campos de la física e instituciones de investigación europeas y empresas basadas en la física. Como sociedad científica, la EPS participa en actividades que fortalecen los lazos entre los físicos en Europa. Como federación de Sociedades Nacionales de Física, la EPS aboga por cuestiones de interés común para todos los países europeos en relación con la investigación en física, la política científica y la educación.

– Ir a www.eps.org
– Contacto en la EPS: anne.pawsey@eps.org

¿Qué significa cuántico en «Ciencia cuántica»?

Si cuántico significa algo que se puede contar, ¿qué es el «cuántico» en «ciencia cuántica» o «mecánica cuántica»? ¿Qué es lo que se cuenta?

Si pregunta a diferentes científicos, es probable que obtengas respuestas diferentes. Algunas respuestas estarán relacionadas, pero es más fácil empezar por examinar la respuesta más frecuente: Uno de los primeros usos de la palabra «cuántico» en el contexto de la ciencia cuántica está en la frase «cuantos de luz», la idea de que hay algo contable en la luz. Esta frase se entiende más fácilmente en términos de la energía que la luz transporta de un lugar a otro.

¿Quieres decir que si te pones al sol, puedes sentir cómo te calienta?

Sí, exactamente. La energía de la luz proviene del sol, viaja millones de kilómetros a través del espacio y llega a la piel, calentándola. Cuanto más tiempo permanezca bajo la luz del sol, más energía absorberá su piel. En principio, esta transferencia de energía de la luz a la piel podría ser continua. De hecho, antes de la ciencia cuántica, la teoría generalmente aceptada entre los científicos era que la energía luminosa podía transferirse continuamente en cualquier cantidad. Pero resulta que esta energía luminosa solo se transfiere en pequeños cuantos, es decir, en pequeñas partículas de energía. El nombre común de estos cuantos de luz que quizás ya hayas oído es «fotones».

Entonces, ¿puedes sentir a los fotones cuando el sol te calienta?

No individualmente, son tan pequeños que son imperceptibles para nosotros. Sin embargo, ahora podemos, gracias a nuestra comprensión de la mecánica cuántica, crear instrumentos que detectan y cuentan fotones individuales. Como analogía para entender por qué no se pueden sentir los fotones individuales, en lugar de pensar en la luz que golpea la piel, piense en el agua que la golpea. Si pone la mano bajo un grifo abierto o en un arroyo, sentirá que el agua fluye continuamente, pero si sale bajo la lluvia, sentirá que el agua le golpea en gotas que se pueden contar.

No estoy seguro de si podría contar el número de gotas de lluvia que me caen cuando estoy bajo la lluvia.

Puede ser. Pero la cuestión no es si podemos encontrar el número, sino si hay algo que podamos contar. En este caso, un «cuánto» de arena es un grano de arena. Pero ahora déjeme hacerte una pregunta más complicada, si estuviéramos en la playa mirando el agua y yo dijera: «cuenta el agua», ¿qué quiero decir?

¿Quizás cuántos litros de agua?

Sí, ¡sería un reto! De nuevo, la cuestión no es si una persona puede calcular realmente el número correcto, sino si hay algo significativo que contar. Ahora bien, si las gotas de lluvia fueran cada vez más pequeñas y cayesen cada vez más rápido, al final ya no sería posible percibir que el agua que te golpea viene en gotas individuales, sino que empezaría a parecer el flujo continuo de agua que percibes cuando pones la mano bajo un grifo o en un arroyo. El hecho de que haya gotas contables quedaría oculto a tu percepción.

Esto me recuerda que una película no es más que una serie de imágenes; si las imágenes se suceden rápidamente ante tus ojos, no parece una serie de imágenes, sino un movimiento continuo.

Es una situación similar en la que se oculta la naturaleza discreta y contable de las imágenes. Cuando ves una película, no parece que haya nada que contar en el movimiento que estás viendo. De la misma manera, la lluvia con gotas muy pequeñas puede parecer un flujo continuo de agua y la energía de la luz del sol que calienta tu piel no parece tener nada que contar. Estos cuantos de energía solar están muy bien ocultos a nuestra percepción habitual del mundo. Esto es una especie de sello distintivo de la ciencia cuántica: descubrir que las cosas que no parecen tener nada contable tienen, de hecho, un aspecto cuántico contable.

Pensar en estos cuantos de luz de energía en la luz del sol, estos fotones, se me ocurre preguntar: ¿cada cuánto de energía es del mismo tamaño?

No. De la misma manera que las gotas de lluvia o los granos de arena pueden tener diferentes tamaños, las energías de los fotones pueden tener diferentes tamaños. Sin embargo, hay un hecho muy interesante sobre el tamaño de los fotones relacionado con el hecho de que cualquier rayo de luz está compuesto por una combinación de diferentes colores de luz.

Sí, he visto cómo se puede enviar luz a través de un prisma de vidrio que la descompone en sus diferentes colores.

Exactamente, o como un arcoíris, que se puede ver cuando la luz del sol se descompone en sus colores constituyentes debido a las gotas de lluvia. Así que resulta que cada color específico de luz tiene su propio tamaño de fotones. Toda la luz roja de un tipo particular, más técnicamente de una longitud de onda o frecuencia particular, transmite energía en cuantos del mismo tamaño. Del mismo modo, toda la luz azul de un tipo particular tiene cuantos de energía del mismo tamaño. Los fotones de luz azul son más grandes que los fotones de luz roja, y los fotones de luz amarilla son más grandes que los de luz roja, pero más pequeños que los de luz azul. El orden de los colores del arcoíris, de rojo a violeta, indica el tamaño de los fotones de menor a mayor.

Ahora me estoy imaginando cómo, cuando estoy de pie bajo la luz del sol, mi piel absorbe estos cuantos de luz de diferentes tamaños, cada uno correspondiente a diferentes colores.

De hecho, además de los colores visibles, la luz solar también contiene luz que no podemos ver con nuestros ojos. Un tipo de esta luz es la luz «ultravioleta» o UV. Esta luz tiene fotones de energía más grandes que la luz visible. El tamaño de estos fotones es muy importante para nosotros porque cuando golpean nuestra piel, pueden causarle el mayor daño biológico; son los fotones grandes de la luz UV los que causan las quemaduras solares y pueden aumentar las posibilidades de contraer cáncer de piel.

Así que, aunque esta naturaleza cuántica de la luz está bastante oculta a nuestra percepción, en realidad tiene consecuencias importantes para nosotros. Una pregunta más al pensar en todos estos fotones muy pequeños y de diferentes tamaños que son absorbidos por nuestra piel cuando la luz nos golpea: si hay un número contable de ellos, ¿cuántos nos golpean?

Eso dependerá un poco de la persona y de la luz, pero una persona promedio que esté de pie bajo el sol va a recibir alrededor de mil billones de fotones en la piel cada segundo. Eso es un uno con 21 ceros: 1.000.000.000.000.000.000.000 cada segundo.

¡Oh, eso es muchísimo!

Es un número que puedes escribir, ¡pero que ciertamente no podrías contar! Es un aspecto fascinante de comprender sobre la experiencia común de estar de pie bajo la luz del sol que nadie sabía que existía hasta el advenimiento de la ciencia cuántica. Es algo en lo que pensar la próxima vez que te caliente el sol.


Escrito por Paul Cadden-Zimansky, profesor asociado de Física en el Bard College y coordinador global de IYQ.

El personje de IYQ, Quinnie, fue creado por Jorge Cham, alias PHD Comics, en colaboración con Physics Magazine. Todos los derechos reservados.

El Año Internacional de la Cuántica y la década por venir

Un Editorial de Physical Review X Quantum Anunciando el Lanzamiento de la Colección IYQ

En el verano de 1925, en la isla de Helgoland, azotada por el viento, el joven Werner Heisenberg esbozó unas ecuaciones matriciales que cambiarían para siempre nuestra comprensión de la naturaleza. El trabajo simultáneo de Erwin Schrödinger, que postuló una teoría complementaria de ecuaciones ondulatorias y demostró su equivalencia con el formalismo matricial de Heisenberg, ayudó a la comunidad científica a adoptar gradualmente los conceptos contraintuitivos a los que se enfrentaba en aquel momento. Juntos, estos principios revolucionarios se convirtieron en la piedra angular de la mecánica cuántica, una teoría que, a lo largo del siglo siguiente, se enfrentaría a un escrutinio implacable [1] y que, en última instancia, serviría de base para las tecnologías capaces de manipular átomos y fotones individuales [2,3]. Hoy, mientras el mundo asiste al desarrollo de los ordenadores cuánticos y lidia con sus implicaciones [4], la UNESCO ha declarado 2025 Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.

Para celebrar este hito, la APS y las revistas Physical Review reflexionan sobre su viaje compartido con la ciencia cuántica: un viaje de descubrimientos asombrosos e ideas transformadoras [5]. Pero, ¿qué papel desempeña una revista joven como PRX Quantum en esta trascendental celebración?

Cualquier historiador diría que comprender el pasado es esencial para forjar el futuro. En PRX Quantum, buscamos constantemente avances que redefinan los límites y abran nuevas fronteras. Para rendir homenaje a los 100 años de mecánica cuántica, presentamos una colección especial. Comienza con una perspectiva histórica [6] que explora la intrincada danza entre la ciencia fundamental y su vástago tecnológico. Partiendo de esta perspectiva, examinamos nuestras publicaciones recientes y seleccionamos un puñado de artículos que ofrecen una visión del futuro del campo.

El camino hacia la realización de experimentos mentales centenarios -que Schrödinger comparó en su día con esfuerzos tan tontos como intentar criar Ictiosaurios en el zoo- requirió innumerables e ingeniosos avances técnicos y conceptuales. Este fascinante viaje se recoge en el cautivador artículo del Prof. Haroche [6], que destaca el papel central que han desempeñado los láseres en la ciencia cuántica.

Como señala el Prof. Haroche, estamos asistiendo a un renacimiento de la investigación sobre los átomos de Rydberg. La computación cuántica con átomos neutros, destacada en nuestras últimas publicaciones, está a punto de influir significativamente en este campo en los próximos años. Sorprendentemente, el vástago del láser, las pinzas ópticas [7,8], se ha convertido en una herramienta omnipresente que impulsa muchos avances en este campo. Destacamos las técnicas para ensamblar matrices de átomos [9], una arquitectura para construir eficazmente un ordenador cuántico a gran escala tolerante a fallos [10], y estrategias para alcanzar rendimientos récord [11]. En conjunto, estos resultados muestran un camino convincente hacia el futuro.

Los qubits superconductores [12], piedra angular de muchas arquitecturas de computación cuántica, surgieron como un sistema alternativo que se inspiró en gran medida en los éxitos de la QED de cavidades con sistemas atómicos. Ofrecen una velocidad y practicidad superiores gracias a su integración en la electrónica de microondas estándar. Aunque los transmones siguen siendo el paradigma dominante de los qubits superconductores, existe un interés creciente por un primo relacionado, el qubit de fluxonio. Con su excepcional coherencia y alta anarmonicidad, que ofrecen una mayor flexibilidad en el diseño de circuitos, el fluxonio es muy prometedor. Prevemos avances apasionantes en este campo [13,14].

El panorama cuántico es vasto y ofrece un patio de recreo de plataformas y sistemas físicos para explorar cuestiones fundamentales o perseguir aplicaciones específicas. Aunque es imposible abarcar todas esas vías, el artículo del Prof. Haroche nos ha inspirado para destacar los últimos avances en fotónica integrada [15], dado el papel fundamental de la óptica en la investigación cuántica. Al fin y al cabo, los fotones permitieron la violación de las desigualdades de Bell, mostrando una de las características más distintivas de la mecánica cuántica [16–18]. Asimismo, el enfriamiento y el atrapamiento ópticos han dado lugar a algunas de las demostraciones más sorprendentes de los principios estadísticos cuánticos, sobre todo la aparición de los condensados de Bose-Einstein [19,20]. No hemos podido resistirnos a ofrecer un vistazo a los últimos avances en química cuántica controlada con moléculas polares ultrafrías [21].

En décadas anteriores, la atención se centraba en controlar sistemas cuánticos individuales. Los retos actuales consisten en gestionar las interacciones, aumentar el tamaño de los sistemas y verificar el estado de grandes sistemas u operaciones cuánticas. Otra tendencia observada en nuestra revista es el desarrollo de herramientas teóricas para la tomografía eficiente [22], y las exploraciones sobre la mejor manera de aunar el procesamiento cuántico y el aprendizaje automático dentro de las teorías formalizadas de la informática [23].

Siguen pendientes varias cuestiones fundamentales sobre los ingredientes clave, y la mezcla correcta, necesarios para hacer que un procesador sea verdaderamente cuántico -o, a la inversa, que pueda simularse eficientemente de forma clásica [24]. Nuestra revista reflexiona sobre la continua avalancha de algoritmos innovadores, elecciones arquitectónicas inteligentes y técnicas híbridas que avanzan constantemente hacia el objetivo general de la informática cuántica tolerante a fallos. Los circuitos cuánticos adaptativos son un ejemplo de ello. Aprovechando las mediciones en mitad del circuito y la retroalimentación, un enfoque prometedor muestra cómo preparar eficientemente estados entrelazados de muchos cuerpos incluso en hardware de baja profundidad a corto plazo [25].

La corrección de errores desempeña un papel fundamental en el fortalecimiento de la confianza de la comunidad cuántica hacia la viabilidad de construir una máquina cuántica a gran escala [26,27]. Su historia es tan fascinante como decisiva para impulsar la inversión mundial en ciencia y tecnología cuánticas. La investigación en esta área de rápido desarrollo abarca un vasto espectro, desde el diseño de códigos altamente matemáticos y abstractos hasta soluciones integradas en hardware e impulsadas por la ingeniería. Como pequeña muestra de los avances recientes, destacamos tres contribuciones sobresalientes: una ingeniosa implementación del código Steane distintivo en trampas de iones [28]; un protocolo que simplifica la implementación de códigos de comprobación de paridad de baja densidad (LDPC) [29]-una alternativa eficiente en recursos a los códigos de superficie-; y un estudio fundamental que se inspira en la corrección topológica de errores para profundizar en nuestra comprensión de las fases de la materia [30].

Como ya propuso Shannon hace tiempo, los conceptos clave de la teoría de la información están profundamente relacionados con nociones de la termodinámica, como la entropía. La conexión entre estos campos -y el papel del conocimiento en la termodinámica- tiene una rica historia [31], siendo un ejemplo notable la resolución de la paradoja del demonio de Maxwell [32]. Al mismo tiempo, la mecánica cuántica es fundamentalmente una ciencia de la información. No podíamos concluir esta colección sin destacar las fascinantes ideas que surgen en la intersección de estas disciplinas. Los recientes avances en termodinámica cuántica refuerzan aún más esta conexión, vinculando conceptos de la complejidad computacional al estudio del coste de las operaciones térmicas [33]. Estos costes tienen profundas implicaciones para las tecnologías cuánticas [34] y también están ligados a límites de precisión fundamentales, como demuestra una novedosa metodología que examina las compensaciones en sistemas cuánticos abiertos markovianos en desequilibrio [35].

Muchos descubrimientos surgen de conexiones inesperadas. Esperamos que esta colección curada despierte la inspiración y la perspicacia, ya sea a través de los métodos experimentales y teóricos que muestra o de las ideas conceptuales que avanza. Esta colección no es más que una instantánea, que recoge algunas de las investigaciones más convincentes publicadas en nuestras páginas en los últimos meses. El alcance de PRX Quantum y de la investigación cuántica se extiende mucho más allá de lo que podríamos incluir aquí. El bosque de la ciencia cuántica está formado por muchos árboles y hay muchos frutos por recoger en sus variadas ramas, como los sensores cuánticos, la metrología y las comunicaciones, que dejamos para futuros focos. Esperamos con impaciencia los avances que haréis en éstas y otras áreas, dando forma a la próxima década de ciencia y tecnología cuánticas.

Referencias (35)

  1. Entre las múltiples pruebas, se ha verificado experimentalmente la propia linealidad de las ecuaciones de Shrödinger, como se muestra aquí: J. J. Bollinger, D. J. Heinzen, Wayne M. Itano, S. L. Gilbert y D. J. Wineland, Test of the linearity of quantum mechanics by rf spectroscopy of the 9Be+ ground state, Phys. Rev. Lett. 63, 1031 (1989) .
  2. Serge Haroche, Conferencia Nobel: Controlar fotones en una caja y explorar la frontera entre lo cuántico y lo clásico, Rev. Mod. Phys. 85, 1083 (2013) .
  3. David J. Wineland, Conferencia Nobel: Superposición, entrelazamiento y elevar el gato de Schrödinger, Rev. Mod. Phys. 85, 1103 (2013) .
  4. Ivan H. Deutsch, Aprovechar el poder de la segunda revolución cuántica, PRX Quantum 1, 020101 (2020).
  5. Consulta una colección de Hitos Cuánticos publicados por la revista Physics Magazine a lo largo de 2025, y una próxima colección sobre fundamentos cuánticos organizada por las revistas Physical Review.
  6. S. Haroche, Láser, vástago y poderoso habilitador de la ciencia cuántica, PRX Quantum 6, 010102 (2025).
  7. A. Ashkin, Aceleración y atrapamiento de partículas por presión de radiación, Phys. Rev. Lett. 24, 156 (1970) .
  8. A. Ashkin, J. M. Dziedzic, J. E. Bjorkholm y Steven Chu, Observación de una trampa óptica de fuerza de gradiente de haz único para partículas dieléctricas, Opt. Lett. 11, 288 (1986) .
  9. M. A. Norcia, H. Kim, W. B. Cairncross, M. Stone, A. Ryou, M. Jaffe, M. O. Brown, K. Barnes, P. Battaglino, T. C. Bohdanowicz et al., Ensamblaje iterativo de matrices de átomos de 171Yb con celosías ópticas mejoradas por cavidad, PRX Quantum 5, 030316 (2024).
  10. Yiyi Li y Jeff D. Thompson, Interconexiones modulares de alta velocidad y alta fidelidad entre procesadores cuánticos de átomos neutros, PRX Quantum 5, 020363 (2024).
  11. R. B.-S. Tsai, X. Sun, A. L. Shaw, R. Finkelstein y M. Endres, Benchmarking and fidelity response theory of high-fidelity Rydberg entangling gates, PRX Quantum 6, 010331 (2025).
  12. Jens Koch, Terri M. Yu, Jay Gambetta, A. A. Houck, D. I. Schuster, J. Majer, Alexandre Blais, M. H. Devoret, S. M. Girvin y R. J. Schoelkopf, Charge-insensitive qubit design derived from the Cooper pair box, Phys. Rev. A 76, 042319 (2007) .
  13. Helin Zhang, Chunyang Ding, D. K. Weiss, Ziwen Huang, Yuwei Ma, Charles Guinn, Sara Sussman, Sai Pavan Chitta, Danyang Chen, Andrew A. Houck, Jens Koch y David I. Schuster, Acoplador inductivo sintonizable para compuertas de alta fidelidad entre qubits de fluxonio, PRX Quantum 5, 020326 (2024).
  14. Wei-Ju Lin, Hyunheung Cho, Yinqi Chen, Maxim G. Vavilov, Chen Wang y Vladimir E. Manucharyan, Puerta CNOT estable durante 24 días en qubits de fluxonio con más del 99,9% de fidelidad, PRX Quantum 6, 010349 (2025).
  15. Y. Pang, J. E. Castro, T. J. Steiner, L. Duan, N. Tagliavacche, M. Borghi, L. Thiel, N. Lewis, J. E. Bowers, M. Liscidini y G. Moody, Versatile chip-scale platform for high-rate entanglement generation using an AlGaAs microresonator array, PRX Quantum 6, 010338 (2025).
  16. N. David Mermin, ¿Está la Luna ahí cuando nadie mira? La realidad y la teoría cuántica, Phys. Today 78, 28 (2025) .
  17. Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani y Stephanie Wehner, No localidad de Bell, Rev. Mod. Phys. 86, 419 (2014) .
  18. Antecedentes científicos del Premio Nobel de Física 2022, “POR EXPERIMENTOS CON FOTONES ENTANGLADOS, ESTABLECIENDO LA VIOLACIÓN DE LAS DESIGUALDADES DE BELL Y PIONERANDO LA CIENCIA DE LA INFORMACIÓN CUÁNTICA” Información avanzada. NobelPrize.org. Divulgación del Premio Nobel (2025). https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2022/advanced-information/.
  19. E. A. Cornell y C. E. Wieman, Conferencia Nobel: La condensación de Bose-Einstein en un gas diluido, los primeros 70 años y algunos experimentos recientes, Rev. Mod. Phys. 74, 875 (2002) .
  20. Wolfgang Ketterle, Conferencia Nobel: Cuando los átomos se comportan como ondas: La condensación de Bose-Einstein y el láser atómico, Rev. Mod. Phys. 74, 1131 (2002) .
  21. S. Finelli, A. Ciamei, B. Restivo, M. Schemmer, A. Cosco, M. Inguscio, A. Trenkwalder, K. Zaremba-Kopczyk, M. Gronowski, M. Tomza y M. Zaccanti, LiCr ultrafrío: A new pathway to quantum gases of paramagnetic polar molecules, PRX Quantum 5, 020358 (2024).
  22. R. King, D. Gosset, R. Kothari y R. Babbush, Tomografía de sombras triplemente eficaz, PRX Quantum 6, 010336 (2025).
  23. Haimeng Zhao, Laura Lewis, Ishaan Kannan, Yihui Quek, Hsin-Yuan Huang y Matthias C. Caro, Learning quantum states and unitaries of bounded gate complexity, PRX Quantum 5, 040306 (2024).
  24. Yifan Zhang, y Yuxuan Zhang, Simulabilidad clásica de circuitos cuánticos con poca profundidad mágica, PRX Quantum 6, 010337 (2025).
  25. Kevin C. Smith, Abid Khan, Bryan K. Clark, S. M. Girvin y Tzu-Chieh Wei, Constant-depth preparation of matrix product states with adaptive quantum circuits, PRX Quantum 5, 030344 (2024).
  26. Peter W. Shor, Esquema para reducir la decoherencia en la memoria de los ordenadores cuánticos, Phys. Rev. A 52, R2493 (1995) .
  27. Andrew Steane, Interferencia de partículas múltiples y corrección cuántica de errores, Proc. R. Soc. Lond. A 452, 2551 (1996) .
  28. Lukas Postler, Friederike Butt, Ivan Pogorelov, Christian D. Marciniak, Sascha Heußen, Rainer Blatt, Philipp Schindler, Manuel Rispler, Markus Müller y Thomas Monz, Demonstration of fault-tolerant steane quantum error correction, PRX Quantum 5, 030326 (2024).
  29. Noah Berthusen, Dhruv Devulapalli, Eddie Schoute, Andrew M. Childs, Michael J. Gullans, Alexey V. Gorshkov y Daniel Gottesman, Toward a 2D local implementation of quantum low-density parity-check codes, PRX Quantum 6, 010306 (2025).
  30. Yaodong Li, Nicholas O’Dea y Vedika Khemani, Perturbative stability and error-correction thresholds of quantum codes, PRX Quantum 6, 010327 (2025).
  31. A. Bérut, A. Arakelyan, A. Petrosyan, Sergio Ciliberto, Raoul Dillenschneider y Eric Lutz, Experimental verification of Landauer’s principle linking information and thermodynamics, Nature 483, 187 (2012).
  32. Koji Maruyama, Franco Nori y Vlatko Vedral, Coloquio: La física del demonio de Maxwell y la información, Rev. Mod. .
  33. A. Munson, N. B. T. Kothakonda, J. Haferkamp, N. Yunger Halpern, J. Eisert y P. Faist, Complexity-constrained quantum thermodynamics, PRX Quantum 6, 010346 (2025).
  34. Alexia Auffèves, Las tecnologías cuánticas necesitan una iniciativa de energía cuántica, PRX Quantum 3, 020101 (2022).
  35. Tan Van Vu, Límites fundamentales de precisión y respuesta para observables cuánticos de trayectoria, PRX Quantum 6, 010343 (2025).

Este artículo se publicó en el sitio web de APS Physical Review Journals.

El Concurso Poesía Brillante regresa en 2025, celebrando el Año Internacional de la Física Cuántica

COMUNICADO DE PRENSA

Inscripciones abiertas para el Día Mundial de la Poesía – 21 de marzo de 2025

Edimburgo, jueves 13 de marzo de 2025. El Concurso Poesía Brillante vuelve por segundo año consecutivo, celebrando las abundantes conexiones entre la ciencia y la poesía. Tras el éxito del concurso inaugural, que atrajo 375 inscripciones de 36 países, la edición de 2025 pretende ser aún más ambiciosa, fomentando la exploración creativa de temas cuánticos.

La iniciativa está dirigida por el profesor Sam Illingworth, académico de poesía científica de la Universidad Napier de Edimburgo, y Kylie Ahern, editora de The Brilliant, una plataforma de comunicación científica líder en el mundo, y directora ejecutiva de STEM Matters.

Este año, el concurso se alinea con orgullo con el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (IYQ 2025), que marca un siglo desde los fundamentos de la mecánica cuántica. Se invita a los poetas a participar en las maravillas de la ciencia cuántica, junto con cualquier otro tema científico que les inspire.

Una plataforma para la poesía inspirada en la ciencia

«La mejor poesía, como la mejor ciencia, trata sobre la curiosidad, la observación y la comprensión del mundo de nuevas maneras», dijo el profesor Sam Illingworth. «Poesía (Cuántica) Brillante es un espacio para que los escritores exploren la ciencia con asombro y precisión, creando obras que resuenen en todas las disciplinas».

«Nos sorprendió la profundidad emocional y el ingenio creativo de las obras presentadas el año pasado», dijo Kylie Ahern. «Los vínculos entre las artes y las ciencias son innegables: ambas exigen innovación, imaginación y un profundo compromiso con lo desconocido. Estamos deseando ver cómo los poetas dan vida a la ciencia cuántica y a otros campos a través de la poesía».

Conozca a los jueces

El concurso de este año cuenta con un respetado panel de jueces, entre los que se encuentra Diego Golombek, biólogo de renombre internacional, divulgador científico y autor galardonado. Golombek, que lleva mucho tiempo defendiendo la intersección entre la ciencia y la cultura, aporta una perspectiva única a la hora de evaluar trabajos que unen el pensamiento científico con la expresión poética.

Premios y Fechas Importantes

La participación en el Concurso Poesía (Cuántica) Brillante es gratuita y está abierta a escritores de todo el mundo.

  • Envíen sus poemas a partir del 21 de marzo de 2025 (Día Mundial de la Poesía)
  • Fecha límite de envío : 20 de junio de 2025
  • Premios: 1000 £ para el primer puesto, 500 £ para el segundo, 250 £ para el tercero. Los poemas ganadores se publicarán y presentarán en un evento de lectura en línea en directo.

Pour plus d’informations, veuillez contacter

Europa
Professor Sam Illingworth, Edinburgh Napier University
📞 +44 (0) 7886 238 517
📧 S.Illingworth@napier.ac.uk

EE. UU. /Asia/Australia
Kylie Ahern, STEM Matters
📞 +61 (0) 416 196 942
📧 kylie@stemmatters.com.au

Únase a nosotros para celebrar la fusión de la ciencia y la poesía, donde las palabras se encuentran con el asombro.

¿Qué Significa «Cuántico»?

2025 es el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas. Empecemos preguntándonos ¿qué significa la palabra «cuántica»?

Esa es una buena pregunta para empezar. En general, la palabra «cuántico» significa «algo que se puede contar». Proviene de una palabra latina «cuántum» o cuánto y tiene la misma raíz que se encuentra en palabras como «cuantos» y «cuantificar». Un «cuanto» es una sola cosa que se puede contar y el plural «cuantos» son cosas que se pueden contar. La pregunta es: cuando miras algo, ¿es posible contarlo?

¿Puedes poner un ejemplo?


Claro. Si miráramos a una multitud en un estadio y yo dijera: «cuenta a la multitud», ¿cómo entenderías esta petición?

Bueno, supongo que te referías a contar a la gente en la multitud.

Exactamente. En este caso, los cuantos (las cosas que estás contando) serían personas. Del mismo modo, si miráramos una playa y yo dijera: «cuenta la arena», ¿qué crees que quiero decir?

Supongo que pensaría que te habrías referido a contar los granos de arena, ¡pero esto suena muy difícil!

¡Lo sería! La cuestión no es si podemos encontrar el número, sino si hay algo que podamos contar. En este caso, una cantidad de arena es un grano de arena. Pero ahora déjeme hacerle una pregunta más complicada, si estuviéramos en la playa mirando el agua y yo dijera: «cuenta el agua», ¿qué quiero decir?

¿Quizás cuántos litros de agua?

Es menos claro como petición, ¿no? En el caso de los litros, siempre podemos desarrollar alguna unidad de medida acordada como esta con la que contar las cosas. Cuando pregunté sobre contar la arena, podrías haber interpretado que esto significaba contar el número de litros de arena o kilogramos de arena. Pero estas unidades de medida son un poco arbitrarias, en lugar de litros o kilogramos, se podría contar en galones o libras o toneladas. Son convenciones acordadas que podrían cambiarse. Un cuanto significa algo menos arbitrario, una cosa indivisible para contar que no dependería de un estándar de medida arbitrario.

Entonces, para contar el agua, ¿te refieres a contar las moléculas de agua?

Sí, una molécula de agua sería una cantidad de agua más apropiada. Es la unidad de agua más pequeña e indivisible que se puede tener. Por supuesto, sería aún más difícil contar moléculas de agua que granos de arena.

¡Ni siquiera se pueden ver las moléculas de agua para contarlas!

Precisamente, y esto nos acerca a comprender cómo se utiliza la palabra «cuántico» en la frase «ciencia cuántica». Desde nuestra perspectiva, el agua parece continua, como si se pudiera seguir dividiendo en gotas cada vez más pequeñas. No es nada obvio que exista la partícula de agua más pequeña. La palabra «quantum» comenzó a ser utilizada por los científicos para referirse a algunos casos en los que parecía que algo era continuo o infinitamente divisible, pero resultó que hay algo que se puede contar al respecto.

¿Es el hecho de que el agua esté formada por moléculas de agua contables, o que las cosas en general estén formadas por átomos que podemos contar, un ejemplo de ciencia cuántica?

Sorprendentemente, no. La idea de que las cosas están hechas de átomos se remonta a miles de años atrás, y la comprensión moderna de que hay diferentes elementos químicos, cada uno con su propio tipo de átomo, tiene unos 200 años. Estas son ideas muy importantes y afirman que la materia está formada por piezas contables, pero no son los cuantos a los que se refiere la ciencia cuántica. Este es un punto bastante confuso, ya que la ciencia cuántica se utiliza ampliamente para comprender detalles sobre átomos y moléculas, pero no es el caso de que la palabra «cuántico» en este contexto se refiera al hecho de que los átomos y las moléculas son cosas contables. Más bien, la palabra cuántico comenzó a utilizarse hace poco más de 100 años para referirse a otros casos en los que cosas que parecían continuas o infinitamente divisibles resultaron tener un aspecto contable.


Escrito por Paul Cadden-Zimansky, profesor asociado de Física en el Bard College y coordinador global de IYQ.

El personje de IYQ, Quinnie, fue creado por Jorge Cham, alias PHD Comics, en colaboración con Physics Magazine. Todos los derechos reservados.

Imagen de cabecera: Yan Krukau.

La OQI y la UNESCO celebran el Año Internacional de la Cuántica en Ginebra

El 21 de febrero de 2025, más de 100 personas -entre ellas responsables políticos, diplomáticos, científicos y educadores- se reunieron para celebrar el lanzamiento del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (AIC) en Ginebra, tras la Ceremonia de Inauguración oficial celebrada en la sede de la UNESCO en París a principios de este mes. Coorganizada por la OQI y la UNESCO, la celebración tuvo lugar en el Conservatorio de Música de Ginebra como uno de los actos mundiales reconocidos del AIC en 2025.

Con actuaciones de músicos del Conservatorio que entrelazaron ciencia y cultura, el acto puso de relieve el impacto social del desarrollo de la tecnología cuántica. Con una serie de mesas redondas, los diplomáticos entablaron un diálogo sobre el impacto social global de la ciencia y la tecnología cuánticas, examinando los retos y oportunidades que presenta la tecnología a escala nacional e internacional. Un panel científico abordó las lagunas actuales en la educación cuántica y exploró estrategias sobre cómo mejorar las oportunidades de aprendizaje global.

«Con la inauguración del AIC en Ginebra, la UNESCO y el Open Quantum Institute reafirmamos nuestro compromiso de fomentar la cooperación multilateral, sensibilizar a la opinión pública e impulsar la acción colectiva para garantizar que los avances en las tecnologías cuánticas sigan siendo inclusivos, seguros y beneficiosos para la humanidad», declaró Enrica Porcari, Directora de TI del CERN.

Una llamada a la acción

Durante el acto, la OQI y la UNESCO hicieron un llamamiento a todas las partes interesadas -de los Estados miembros, las instituciones científicas, el mundo académico, la sociedad civil y muchos otros- para que colaboren activamente en la realización del potencial de la ciencia y la tecnología cuánticas para hacer frente a los retos mundiales, respetando al mismo tiempo los principios éticos y de derechos humanos. Este llamamiento a la acción anima a todos a participar en el Año Internacional de la Cuántica y a avanzar en el desarrollo de la tecnología cuántica en beneficio de la humanidad.

A lo largo de 2025, OQI organizará iniciativas globales clave, como actos regionales, hackathones y el Juego de la Diplomacia Cuántica en varios continentes. Infórmate sobre nuestros próximos planes y sobre cómo puedes participar.

Como acontecimiento mundial del AIC oficialmente reconocido, la OQI y la UNESCO desean agradecer el apoyo de todos los socios del AIC.


Todas las fotos son de Marc Bader.

Este artículo se publicó en el sitio web de OQI.

La UNESCO pone el foco en la ciencia y la tecnología cuánticas

La ciencia cuántica está transformando el mundo, pero ¿beneficiará a todos?

Como señaló la Dra. Lidia Brito, Subdirectora General de Ciencias Naturales de la UNESCO, «la ciencia cuántica no consiste sólo en ampliar las fronteras del conocimiento, sino en convocar una Agenda Cuántica Global para configurar un futuro en el que la tecnología esté al servicio de toda la humanidad. El Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas es un llamamiento para garantizar que estos avances acorten las distancias, en lugar de crear otras nuevas.»

Como único organismo de las Naciones Unidas con un mandato en el ámbito de las ciencias básicas, la UNESCO ha sido designada organismo coordinador del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (AIC), proclamado por la Asamblea General de las Naciones Unidas el 7 de junio de 2024. Se cumple así un siglo del nacimiento de la mecánica cuántica.

El AIC en 2025 es una iniciativa fundamental que se celebra en el marco más amplio del Decenio Internacional de las Ciencias para el Desarrollo Sostenible (IDSSD). Dentro de este marco, el AIC en 2025 sirve de catalizador para los avances a largo plazo en la investigación y las aplicaciones cuánticas. Al alinear las iniciativas del AIC con los objetivos de la IDSSD, la UNESCO pretende establecer programas sostenibles de educación cuántica, fomentar colaboraciones internacionales duraderas e integrar las tecnologías cuánticas en estrategias más amplias de desarrollo sostenible.

El AIC no es sólo una celebración de un año de duración, sino el comienzo de una década dedicada al esfuerzo científico. Representa el compromiso de aprovechar la ciencia y la tecnología cuánticas para el desarrollo sostenible, garantizando que sus beneficios sean accesibles a todos, ahora y en el futuro.

¿Qué es la ciencia y la tecnología cuánticas?

La ciencia cuántica explora los principios fundamentales que rigen el comportamiento de la materia y la energía a las escalas más pequeñas, como los átomos y las partículas subatómicas. Estos principios han conducido al desarrollo de tecnologías cuánticas, que aprovechan fenómenos como la superposición, el entrelazamiento y la tunelización cuántica. Las tecnologías cuánticas tienen aplicaciones transformadoras en diversos campos. En medicina, los sensores cuánticos permiten obtener imágenes y diagnósticos ultraprecisos. En informática, los procesadores cuánticos prometen resolver problemas complejos fuera del alcance de los ordenadores clásicos, revolucionando campos como la criptografía, la ciencia de los materiales y la modelización del clima. En comunicaciones, las redes cuánticas ofrecen una seguridad sin precedentes mediante la encriptación cuántica. Estos avances tienen el potencial de abordar retos globales y crear nuevas oportunidades para la innovación, la sostenibilidad y el crecimiento económico.

La ciencia cuántica tiene sus raíces en el desentrañamiento de los misterios de la luz. Los primeros estudios sobre la naturaleza dual de la luz, que se comporta como partículas y como ondas, descubrieron principios fundamentales que ahora sustentan la ciencia y la tecnología modernas.

La Subdirectora General de Ciencias Naturales de la UNESCO, Lidia Brito, habla sobre el acceso equitativo, la colaboración mundial y la inclusión en las tecnologías cuánticas durante la Ceremonia de Inauguración del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.

Acerca del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas

En 2015, la UNESCO dirigió con éxito el Año Internacional de la Luz, celebrando los avances en las tecnologías basadas en la luz. Hoy, la UNESCO toma de nuevo la iniciativa para honrar las contribuciones transformadoras de la ciencia y la tecnología cuánticas.

El IYQ pretende

  • Aumentar la concienciación mundial sobre la ciencia cuántica y su papel en la consecución de los objetivos de desarrollo sostenible.
  • Fomentar la colaboración internacional en investigación y educación.
  • Impulsar la innovación en tecnologías cuánticas.
  • Abordar la brecha cuántica garantizando un acceso equitativo a la educación y las infraestructuras cuánticas, especialmente en las regiones desatendidas.
  • Inspirar a los jóvenes, especialmente a las mujeres y a los grupos infrarrepresentados, para que sigan carreras en ciencia y tecnología cuánticas.


Comienzo del año

Los días 4 y 5 de febrero de 2025, la UNESCO organizó con éxito la Ceremonia de Apertura del AIC en su sede de París. Al reunir a más de 1000 científicos, responsables políticos, educadores y líderes del sector, la Ceremonia de Apertura sentó las bases para un diálogo mundial de un año de duración sobre cómo la ciencia cuántica puede impulsar un futuro más sostenible e inclusivo. Los debates pusieron de relieve el poder transformador de la ciencia cuántica, no sólo para dar forma a nuestra comprensión del universo, sino también para afrontar retos críticos en la sanidad, el clima y las comunicaciones seguras. Los ponentes hicieron hincapié en la necesidad de salvar la «brecha cuántica» garantizando un acceso equitativo a las tecnologías cuánticas mediante la cooperación internacional, los marcos éticos y los mecanismos de gobernanza. El programa exploró formas de ampliar las innovaciones cuánticas, avanzando en sus aplicaciones en el mundo real, al tiempo que subrayó la importancia del compromiso público y la educación para desmitificar la ciencia cuántica e inspirar a las generaciones futuras.

La exposición IYQ celebró el poder transformador de la ciencia cuántica, mostrando innovaciones revolucionarias, instalaciones interactivas y expresiones artísticas que unen conceptos cuánticos complejos con aplicaciones del mundo real. A través de experiencias inmersivas -como un Fotomatón Cuántico de Tiempo Bala, un Experimento de Doble Luz de realidad aumentada y una Jungla Cuántica que calcula la Ecuación de Schrödinger en tiempo real-, los visitantes se involucraron directamente con los fenómenos cuánticos. La exposición también presentaba obras de arte que exploraban la intersección de la física cuántica y la experiencia humana, incluidos retratos de dispositivos superconductores, colaboraciones entre arte y ciencia y reflexiones sobre el impacto social de la cuántica. Las principales instituciones de investigación y redes mundiales mostraron los avances en computación cuántica, comunicaciones seguras e investigación de acceso abierto, mientras que las iniciativas que promueven la cooperación internacional y el acceso equitativo destacaron la importancia de salvar la «Brecha Cuántica». La exposición puso de relieve cómo la innovación cuántica está reconfigurando las industrias, fomentando la colaboración mundial y abordando grandes retos, un testimonio de la creatividad y la dedicación que impulsan el futuro de la ciencia cuántica.

Uno de los momentos culminantes de la ceremonia fue el discurso inaugural de la Profesora Anne L’Huillier, galardonada con el Premio Nobel, que llevó al público a un viaje por el mundo cuántico con pulsos de luz ultracortos, ilustrando cómo los avances en la física fundamental han conducido a tecnologías transformadoras. Destacó que, aunque la mecánica cuántica comenzó como un marco teórico, desde entonces ha revolucionado campos como la medición de precisión, la imagen avanzada y la informática de nueva generación. Su discurso subrayó el papel vital de la investigación básica para impulsar las innovaciones del mundo real, reforzando la necesidad de seguir invirtiendo en ciencia fundamental. Igualmente inspiradora fue la charla con el Profesor William D. Phillips, Premio Nobel, que reflexionó sobre la evolución de la ciencia cuántica, desde sus primeros avances hasta los albores de la segunda revolución cuántica. Destacó cómo las tecnologías cuánticas ya no se limitan a los laboratorios, sino que están dando forma a las industrias, desde los diagnósticos médicos mejorados cuánticamente hasta las comunicaciones ultraseguras. También abordó la importancia de la colaboración científica y el compromiso público, subrayando que el futuro de la ciencia cuántica depende no sólo de los investigadores, sino de una sociedad bien informada y de políticas con visión de futuro. La Dra. Amal Kasry, Jefa de la Sección de Ciencias Básicas, Investigación, Innovación e Ingeniería de la UNESCO, declaró: «Para finales de 2025, nos proponemos promover la idea de construir una base mundial sólida para la educación y la colaboración cuánticas, fomentar una mayor inclusión de los grupos infrarrepresentados y mejorar la comprensión pública de cómo las tecnologías cuánticas pueden contribuir a abordar los retos mundiales, en particular para salvar la brecha entre el Norte y el Sur Globales.»

Acerca del Decenio Internacional de las Ciencias para el Desarrollo Sostenible

La Asamblea General de las Naciones Unidas adoptó una resolución el 25 de agosto de 2023, proclamando 2024-2033 como el Decenio Internacional de las Ciencias para el Desarrollo Sostenible (IDSSD, el Decenio de las Ciencias), con la UNESCO designada para dirigir su implementación. Se anima a los Estados Miembros y a todas las partes interesadas a apoyar activamente las iniciativas del Decenio y a participar en ellas. Tras amplias consultas con las partes interesadas y un proceso de co-diseño, el Decenio de la Ciencia ha desarrollado un plan estratégico y ha establecido su estructura de gobierno, que incluye una Secretaría, un Comité Ejecutivo y un Comité Asesor. La Década de la Ciencia pretende hacer avanzar las ciencias básicas a través de iniciativas mundiales de investigación colaborativa, promover la ciencia abierta para democratizar los procesos científicos, transformar los sistemas nacionales de innovación para responder mejor a las necesidades de la sociedad y mejorar la alfabetización científica en todo el mundo. Este Decenio de la Ciencia ofrece una oportunidad única para que la humanidad aproveche plenamente el poder de la ciencia para impulsar el desarrollo sostenible y garantizar un futuro seguro y próspero para todos.

Se insta a los Estados Miembros de la ONU y a todas las partes interesadas a que respalden activamente el Decenio, y se designa a la UNESCO para dirigir su aplicación. El Decenio de la Ciencia se lanzó oficialmente el lunes 2 de diciembre de 2024, durante el prestigioso Foro Latinoamericano y Caribeño de Ciencia Abierta (CILAC) celebrado en San Andrés Isla, Colombia. Este acontecimiento histórico reunió a líderes mundiales, científicos eminentes y responsables políticos para un dinámico intercambio de ideas, sentando las bases para que los esfuerzos científicos transformadores impulsen el desarrollo sostenible. Mediante debates de alto nivel y reflexiones visionarias, el foro dio forma a una audaz agenda para aprovechar la ciencia como piedra angular de los Objetivos de Desarrollo Sostenible 2030, reafirmando el compromiso de la comunidad mundial con la innovación, la inclusión y la colaboración.


Una llamada a la acción

El Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas no es sólo una celebración de logros: es una llamada mundial a la acción para el futuro. Mediante esfuerzos coordinados, el AIC pretende inspirar a la próxima generación de científicos e innovadores cuánticos, garantizando que los beneficios de las tecnologías cuánticas se compartan equitativamente en todo el mundo. En un contexto más amplio, la Década de la Ciencia invita a personas, instituciones y organizaciones con visión de futuro a presentar propuestas que ayuden a dar forma a los próximos diez años de innovación, descubrimiento y avance científico. La Década es una iniciativa global diseñada para fomentar la colaboración interdisciplinar y la investigación transformadora que abordará los retos más acuciantes del mundo. Se trata de una oportunidad para estar a la vanguardia de una nueva era de la ciencia, con un impacto significativo en la sociedad y en nuestro planeta.


Este artículo está incluido en la revista UNESCO Today

Jing Zhao es Oficial de Proyectos de la Sección de Ciencias Básicas, Innovación en la Investigación e Ingeniería del Sector de Ciencias Naturales de la UNESCO.

Fotos © UNESCO/Marie ETCHEGOYEN.

Vlog de la Ceremonia de Apertura del AIM 2025: 100 años es sólo el principio

La Ceremonia de Apertura del Año Internacional de la Cuántica (AIC2025) en la sede de la UNESCO en París fue un acontecimiento histórico, que reunió a algunos de los científicos, responsables políticos y pioneros de la industria más destacados del mundo. El acto marcó el comienzo de un año de celebración de la ciencia cuántica, destacando su papel forjando el futuro de la tecnología, la educación y la colaboración mundial.

Diya Nair, Directora Global de Divulgación y Embajadora del Reino Unido de Girls in Quantum, asistió a la ceremonia para capturar los momentos clave del evento. Creó un vlog que te lleva detrás de los bastidores, mostrando debates que invitan a la reflexión, inspiradoras ponencias de Premios Nobel que han dado forma a este campo, ¡y mucho más! Uno de los puntos clave de los debates fue que los ponentes destacaron la importancia de invertir en educación cuántica para dotar a las generaciones futuras de los conocimientos y habilidades necesarios para dar forma a este campo en rápida evolución.

Otro tema central fue el potencial de la cuántica para abordar algunos de los retos más urgentes que enfrenta la humanidad. Los expertos debatieron las aplicaciones de la detección cuántica que podría revolucionar el diagnóstico médico y la vigilancia medioambiental; la ciberseguridad, donde la encriptación cuántica promete niveles de protección de datos sin precedentes; y los servicios financieros, donde los algoritmos cuánticos podrían transformar el análisis y la optimización del riesgo. El acto sirvió realmente de llamada a la acción, alentando la colaboración interdisciplinar entre el mundo académico, la industria y los gobiernos para acelerar el progreso.

Mira el vlog completo de Diya aquí (en inglés):

Mientras celebramos los 100 años de la ciencia cuántica, su pleno potencial aún está por explotar. Los descubrimientos realizados hoy darán forma a las tecnologías del mañana, y este acto ha sido un poderoso recordatorio de lo lejos que ha llegado este campo y de lo mucho que puede llegar.

Mira la ceremonia de inauguración completa en el Canal YouTube de la UNESCO.

Si te ha parecido interesante, suscríbete a Quriosity by Diya para obtener más contenidos sobre cuántica y comparte tus opiniones en los comentarios: ¿qué es lo que más te entusiasma del futuro de la cuántica?

Diya Nair es la Directora Global de Divulgación y Embajadora en el Reino Unido de Girls in Quantum.

23 de enero de 2025: «La segunda revolución cuántica y la computadora de Sissa» por Philippe Chomaz

Comienza el Año Internacional de la Cuántica (IYQ) con Philippe Chomaz, Director Científico Ejecutivo del Departamento de Investigación Fundamental del CEA

En este acto especial, el Dr. Philippe Chomaz destacará la colaboración mundial y la innovación en ciencia y tecnología cuánticas, con representación de la UNESCO para subrayar su importancia internacional.

Ya disponible: Grabación en YouTube

Ver presentación: [Slides_PhilippeChomaz]

Cuándo : Jueves 23 de enero de 2025

16:00 CET (10:00 EST)

Philippe Chomaz (Doctor), Director Científico Ejecutivo del Departamento de Investigación Fundamental del CEA.

Biografía

Philippe Chomaz es un destacado físico especializado en ciencia nuclear, conocido por su liderazgo en la investigación y su dedicación a la divulgación científica. Licenciado por la prestigiosa Escuela Normal Superior de la rue d’Ulm de París, se doctoró en física nuclear teórica por la Universidad París Sur. Su investigación se centra en la exploración de los núcleos atómicos exóticos, el caos cuántico y los fenómenos críticos en los sistemas nucleares.

Chomaz fue director del Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l’Univers (IRFU) de la CEA (Comisión Francesa de la Energía Atómica), donde dirigió importantes proyectos y contribuyó al avance de la física nuclear en los frentes teórico y experimental. También ha desempeñado un papel decisivo en el desarrollo de instalaciones de investigación a gran escala como GANIL y SPIRAL2.

Más allá de sus contribuciones académicas, Philippe Chomaz es un defensor del compromiso público con la ciencia. Ha participado en numerosas iniciativas, como charlas TEDx y conferencias públicas, en las que desmitifica temas complejos como la mecánica cuántica y su revolucionario impacto en la tecnología y la sociedad.

Resumen

Mecánica newtoniana, electromagnetismo maxwelliano, termodinámica y entropía de Clausius… En 1900, ¡la física se consideraba elegante y completa! Lord Kelvin comentó célebremente ante la Institución Real de Gran Bretaña que sólo quedaban algunas «pequeñas nubes en el cielo azul de la física».

Estas «pequeñas nubes» crecerían hasta convertirse en tormentas que revolucionaron la física en el siglo XX. La primera tormenta reveló que la luz es granular, compuesta de partículas llamadas fotones. La segunda demostró que los electrones de los átomos se comportan como ondas. El mundo ya no era rectilíneo: se había convertido en una dualidad de onda y partícula. El universo había entrado en el reino cuántico.

Esta revolución cuántica de la física introdujo a la sociedad en la era de la información durante la segunda mitad del siglo XX. La mecánica cuántica dio origen al transistor y al láser, abriendo las puertas a los ordenadores y a la comunicación moderna. De repente, todo se hizo posible: Internet, los algoritmos, la inteligencia artificial y mucho más.

En la actualidad, investigadores de todo el mundo se preparan para una tercera revolución cuántica, aprovechando propiedades cuánticas extraordinarias como la superposición, la no localidad y el entrelazamiento. ¿Lograrán los ordenadores cuánticos, los sensores definitivos y el teletransporte abrir la caja del gato de Schrödinger?


Publicado en APS News