Alain Aspect, premio Nobel: “No conozco ninguna aventura en la historia de la humanidad que sea tan notable como el surgimiento de la física cuántica”

No es de extrañar que Allen Aspect hable de aventuras. Se podría decir que el físico francés, premio Nobel de 2022, permaneció entrelazado con las novelas de Julio Verne que leyó en su juventud. Aspecto es el protagonista destacado de esa hazaña que narra con entusiasmo, cantidad. Al grabar fotones en su laboratorio, demostró el entrelazamiento, un fenómeno al que Einstein resistió y llamó “acción espeluznante a distancia”.

Con los experimentos de Aspect, la cuántica dejó de ser una filosofía y se convirtió en una ciencia. Además, allanó el camino para el desarrollo de la computación cuántica y el cifrado, la base de la seguridad de las próximas máquinas que transformarán el mundo (aún más). Ganó el Premio Nobel de Física 40 años después de aquellos experimentos y acaba de publicar un libro recopilando lo que aprendió durante ese tiempo. El título es Si Einstein supiera (Debate editorial).

La primera pregunta es consecuencia directa del título de su libro… ¿Einstein habría cambiado de opinión si hubiera conocido sus experimentos?

Me gusta pensar que tal vez, como John Bell y yo, abrazaría la idea del entrelazamiento cuántico. Pero en muchos de sus textos demuestra que para él el realismo era absolutamente imprescindible. Así que no creo que me rendiría con esto. Después de pensarlo durante 40 años y ser un gran admirador de Einstein, tal vez mi cerebro sea capaz de reproducir algo de su pensamiento, pero sería presuntuoso querer llegar a alguna conclusión de la que no quepa duda. Supongo que abandonaría el localismo.

¿Realismo? ¿Localismo? Es el centro de un debate de tres décadas entre Einstein y Niels Bohr, considerado el mayor debate intelectual del último siglo. ¿Es posible explicar eso en la respuesta?

Según Einstein, el mundo está formado por objetos con propiedades definidas, a las que él llama realidad física. Además, los objetos interactúan sólo localmente (localismo). Para Einstein, la mecánica cuántica descrita por Bohr era incompleta porque violaba el localismo o no implicaba realismo (las partículas no tenían propiedades fijas hasta que eran medidas).

Bueno, esta fue la visión de Einstein. Algo que parece lógico, pero tenemos que renunciar a ello. Hasta la fecha se han realizado numerosos experimentos que demuestran que la naturaleza es “no local” o “irreal” en el sentido clásico.

¿Cuál sería tu reacción al renunciar a uno de estos dos conceptos?

Supongo que renunciaría a la ciudad. El entrelazamiento cuántico es absolutamente increíble, pero el método científico nos permite hacer experimentos que lo demuestran. Por extraño que parezca, así es el mundo.

El entrelazamiento es lo que habéis demostrado con vuestros experimentos y el comienzo de la ciencia cuántica. ¿Cuál es esta propiedad notable?

Imagina que tienes una máquina que lanza monedas al azar a dos personas diferentes (llamémoslas Alice y Bob). Esas monedas son una metáfora de los fotones que utilicé en mis experimentos. Hasta que la moneda llega a Alice, en el último momento, tiene un valor definido, no sabemos si saldrá cara o cruz. Cuando Alice mide su partícula, es decir, cuando toma una moneda y ve que es, por ejemplo, una cara, el resultado de Bob se correlaciona inmediatamente, incluso a distancia. Es decir, a Bob también le resultará caro. Esto es lo que demostré en mi experimento de 1982, el que me valió el Premio Nobel.

¿Fuiste el físico que demostró que Einstein estaba equivocado?

Quiero calificar esta respuesta. Mucha gente dice que Einstein era un genio de la relatividad, pero realmente no entendía la mecánica cuántica. Esto es absolutamente falso. Fue la figura más importante en el desarrollo de la física cuántica hasta 1924. Quiero dejar esto claro. Y sí, hay una paradoja en el sentido de que demostré que Einstein estaba equivocado. Pero se equivocó en un punto: en la forma en que quería interpretar la trama. Entonces, cuando la gente dice: “Oh, ya veo, usted es el hombre que demostró que Einstein estaba equivocado”, digo: “¡Espera! Hay algo más importante, y es que fue Einstein quien predijo que el entrelazamiento es algo tan extraordinario”.

¿Qué llevó a la cuántica? ¿Fue una crisis de la física clásica?

A principios del siglo pasado tenían datos que la física clásica no les permitía comprender. Por ejemplo, sabían que la materia está formada por cargas positivas y negativas que se atraen entre sí. Entonces, ¿por qué no colapsa sobre sí mismo por este hecho?

Otro ejemplo: cuando la materia se calienta, emite luz. Pero no pudieron entender esa luz emitida usando la física clásica. Fueron necesarios 25 años para desarrollar la física cuántica completa, entre 1900 y 1925, para llegar finalmente a una teoría que describiera ambos fenómenos.

Este fue solo el primer paso para comenzar a desarrollar una buena teoría. El segundo paso es más complejo: una teoría eficaz debe predecir nuevos fenómenos, no sólo explicar los antiguos. Por eso era necesario encontrar predicciones que nadie había probado nunca.

¿Entrelazamiento cuántico, por ejemplo?

Así es. El entrelazamiento estaba en las ecuaciones, pero nadie lo había observado directamente. Una serie de experimentos que realicé, junto con los de John Clauser y Anton Zeilinger, demostraron que, por extraordinario que fuera, era una característica real del mundo.

El método científico requiere que las nuevas predicciones de la teoría sean confirmadas mediante experimentos. Sólo entonces podremos saber que estamos en terreno seguro. Eso es lo que más me interesa como profesor y lo que intento hacer en mi libro: la solidez del método científico.

¿Qué hace que la tecnología cuántica sea más extraordinaria que avances como Galileo o Newton?

La física clásica requirió un gran esfuerzo: las revoluciones de Galileo y Newton son notables. Pero la mecánica cuántica es algo completamente distinto. Describe objetos en el espacio abstracto. Cuando se intenta representar la mecánica cuántica en nuestro espacio, el resultado es una locura. He leído muchísimos artículos científicos y no puedo entender cómo se les ocurrió esta maravillosa teoría que es la física cuántica. ¡Esas personas eran genios! No conozco ninguna aventura en la historia de la humanidad tan notable como el surgimiento de la física cuántica.

Sé que eres un mago aficionado y haces trucos con cartas. ¿Lo utilizas para explicar física a tus alumnos?

No es nada pedagógico, sólo un hobby. Cuando realizo trucos de magia delante de compañeros o colegas, personas que ya saben física, les pongo “palabras cuánticas”. Supongamos que hago un truco y parece que una carta salta del mazo a mi mano. Luego digo: “Todos ustedes saben que esto es un túnel cuántico, por supuesto. Pero nunca uso trucos de magia delante de mis alumnos, lo hago para divertir a mis amigos”.

La ciencia no es magia. Como mago, no puedo revelarte el truco. En ciencia ocurre exactamente lo contrario: hay que explicar el truco.

¿Y eres el tipo de persona que quiere saber cuál es el truco?

Sí. Es la primera vez que pienso en esa comparación y me parece interesante. Cuando veo un espectáculo de magia la mayor parte del tiempo no entiendo lo que realmente está pasando. Sé que hay un truco y estoy contento con él. En física cuántica hay quienes observan el experimento, confirman los resultados y se conforman con ello. La opinión es que no hay necesidad de preocuparse por “lo que realmente significa la mecánica cuántica”; simplemente use sus ecuaciones para predecir resultados experimentales. Es física conocida como “cállate y descúbrelo”, no intentes entender por qué. Pero quiero saber más allá del cálculo, quiero saber el truco. El problema es que cuando realmente intento resolverlo, se me ocurre esta loca idea de no localidad, que funciona como por arte de magia.

Hay quienes asocian esa loca idea que mencionas, el entrelazamiento cuántico, con la teletransportación o la telepatía. ¿Es ésta una de las razones por las que la tecnología cuántica resulta tan atractiva para la sociedad?

Eso es una tontería. Hay tecnologías extraordinarias en camino que no son tan descabelladas como la telepatía o la teletransportación. Creo que la razón por la que la gente está entusiasmada con el desarrollo de las tecnologías cuánticas es por su impacto en la historia. La mecánica cuántica permitió la invención del transistor y, al poner muchos transistores en un chip, se obtiene una computadora. También condujo a la invención del láser. Las computadoras y los láseres han tenido un profundo impacto en la sociedad. Ahora nos encontramos ante algo completamente nuevo. Existe la esperanza de que mediante el uso del entrelazamiento y el hecho de que podemos manipular objetos cuánticos, se desarrollen nuevas aplicaciones que sean tan notables como lo fueron las computadoras con transistores.

Cuando hiciste tus experimentos, ¿pensaste que tendrían aplicaciones?

Inmediatamente después de realizar el experimento, no tenía idea de que algún día existiría una aplicación. Todo había terminado para mí. Resolvió el debate entre Bohr y Einstein, y eso fue todo. Posteriormente conocí su importancia en el desarrollo de la criptografía cuántica, pero nunca imaginé que podría llevarme a un Premio Nobel.

¿En qué punto nos encontramos en el desarrollo de la computación cuántica?

¿Dónde estamos? Estamos en el medio. Hay avances espectaculares: hace unos años era impensable que la gente fuera capaz de entrelazar cientos o, tal vez, miles de qubits con una excelente fidelidad cuántica. Hay avances increíbles en el hardware, es decir, en el tipo de sistemas que utilizamos: átomos neutros, iones, fotones, circuitos superconductores, etc. Cada rama ha progresado mucho y nadie puede decir si una es mejor que la otra. Y esto es emocionante.

Debemos darnos cuenta de que todavía no tenemos una computadora cuántica ideal para corregir errores. Necesitamos trucos matemáticos para reconocer que hay un error y corregirlo. Esta es una tarea extremadamente difícil, pero se avanza constantemente.

Por ejemplo, Juan Ignacio Cirac, que es teórico, participó de lleno en el desarrollo de las ecuaciones.

Por otro lado, cientos de matemáticos están trabajando en cómo podemos utilizar eficazmente las computadoras cuánticas, ya sea la que tenemos ahora o cuando tengamos una ideal.

¿Podemos confiar en la seguridad de la criptografía cuántica?

La criptografía cuántica es intrínsecamente diferente de la informática clásica. La seguridad del sistema que tenemos ahora se basa en la hipótesis de que tu oponente no es mucho más avanzado que tú, ni en informática ni en matemáticas. En cambio, la criptografía cuántica se basa en las leyes fundamentales de la física. Por lo tanto, a menos que demostremos que está equivocado, es absolutamente cierto. Independientemente del nivel de tu oponente.

Entonces, ¿es una buena idea que los gobiernos y personas como yo inviertan en computación cuántica?

Los gobiernos no tienen otra opción. Si no invierten en computación cuántica, y resulta ser tan extraordinaria como pensamos, estarán perdidos.

¿Y qué tiene eso que decirle a la gente corriente? ¿Qué debo hacer con mis ahorros?

Esto se llama capital riesgo, así que está en tus manos.

Permítanme terminar con un poco de ligereza. Sé que te interesa cocinar el huevo perfecto, entre muchas otras cosas, pero ¿qué es un “huevo perfecto”?

Pues es tecnología: un huevo cocido a 64º C. Para hervir un huevo a 64 grados centígrados se necesita un termostato, una máquina que mantenga el agua a esa temperatura. Pero no sólo importa el huevo, sino lo que se pone encima. Le pongo trufas, foie gras y cosas así. Esto es lo importante.

Esta entrevista se publicó originalmente en la revista Telos de la Fundación Telefónica y forma parte de un número monográfico dedicado a la física cuántica.