La Física y la computación cuántica

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El día 11 de diciembre de 2015 vino al colegio alemán de Bilbao el físico Enrique Solano, profesor de la Universidad del País Vasco en Leioa. Habló sobre la física cuántica y que ésta explica el comportamiento de la totalidad del universo, en lo que respecta a sus fundamentos físicos. Nos contó grandes proyectos de la física como la sonda espacial “Voyager 2”: un proyecto de hace 30 años en el que mandaron una placa (SETI California) al espacio para comunicarse con otras civilizaciones con seres inteligentes.

A modo de ejemplo se puede ver el siguiente artículo en el diario “El País”:

http://elpais.com/elpais/2015/05/15/ciencia/1431679515_534902.html

El profesor Solano nos contó también sobre la ley de la gravedad, que es también un punto muy importante de la física. Ésta dice que todos los cuerpos con masa sufren una fuerza de atracción entre ellos y también hacia la tierra. Luego nos habló de la mecánica, que es la encargada de estudiar el movimiento de los cuerpos (objetos): el movimiento parabólico para los objetos lanzados y el movimiento elíptico para el movimiento de los planetas. La física describe y predice el movimiento de los objetos. También nos explicó que la física lo describe todo al más mínimo detalle y planteó cuestiones como: ¿qué es el infinito y cómo se define?, ¿cómo un átomo puede estar en varios sitios al mismo tiempo? Esto último pertenece a la física cuántica, exactamente a las partículas microscópicas: por ejemplo, un átomo puede estar en dos estados diferentes a la vez. Este fenómeno es tan impresionante que condujo a la creación de la paradoja del gato de Schrödinger. El profesor Solano planteó la pregunta de si la física cuántica es realmente correcta o se podría demostrar su falsedad. Erwin Schrödinger, uno de los padres de la física cuántica, se imaginó una caja cerrada donde se metería a un gato y una botella con gas venenoso. La física cuántica predice que un átomo puede estar en dos sitios distintos a la vez. Es decir, si el átomo está en un sitio la botella estaría cerrada y no saldría el veneno. En ese caso el gato estaría vivo. Si el átomo estuviera en otro sitio la botella se abriría, el veneno saldría y el gato estaría muerto. Pero si un átomo realmente puede estar en dos lugares a la vez, la botella podría estar abierta y cerrada al mismo tiempo y el gato podría estar vivo y muerto al mismo tiempo. Con esta paradoja de Schrödinger la gente reaccionó airadamente y se formaron dos grupos completamente opuestos. Unos científicos que dicen que la física cuántica es incorrecta porque un gato no puede estar vivo y muerto al mismo tiempo, y otros científicos que dicen que algún día tendremos que aceptar que inclusive un ser humano podría estar vivo y muerto al mismo tiempo. Hasta el día de hoy la física cuántica es la teoría más exacta que hay y nadie ha podido demostrar lo contrario.  Si es correcta queda abierta la pregunta de si se podrá realizar un experimento como el del gato de Schrödinger.

Para finalizar la presentación el profesor Solano planteó una pregunta relacionada con el uso de la física cuántica para construir el ordenador cuántico. Digamos que en una hoja cuadrada caben 100 dígitos horizontalmente y 100 dígitos verticalmente, es decir 10.000 dígitos en toda la hoja. El planteamiento es factorizar ese gran número de 10.000 dígitos reuniendo todos los ordenadores (no cuánticos) del mundo que existieron y existen en la actualidad. ¿Cuánto tardarían en resolverlo? La verdad es que todos los ordenadores necesitarían un tiempo superior a la edad del universo en resolverlo (más de 15 mil millones de años). Esta dificultad para factorizar números muy grandes es el secreto de la seguridad de internet, y por lo tanto es la seguridad de los gobiernos y bancos. Si alguien pudiera hacer esta factorización de forma rápida se pondría en riesgo la seguridad personal, bancaria y militar. En cambio, con un ordenador cuántico se podría acceder a esta información de forma veloz. Por eso los gobiernos y empresas como Google e IBM invierten cantidades inmensas de dinero en ser los primeros en tener un ordenador cuántico.

Como referencia del interés de Google en el ordenador cuántico se puede ver este artículo en el diario “El Correo”:

http://www.elcorreo.com/bizkaia/tecnologia/empresas/201409/03/google-comienza-investigar-computacion-20140903122551-rc.html

Todos los alumnos que asistimos a esta charla le estamos muy agradecidos al profesor Solano por haber venido al colegio y por habernos hablado sobre lo interesante que puede llegar a ser la física. Ya que muchos estudiantes ni se molestan en entender la física, ni reflexionan sobre ella. Fue una presentación que nos dejó a todos pensando sobre preguntas que jamás nos habíamos planteado, y que quisiéramos poder entender un día.

(Ana Schlicht, 10a)