El físico francés Serge Haroche (Casablanca, 1944), que se ha dedicado a estudiar la interacción entre la materia y la luz, se presentó en el Hay Festival Querétaro para hablar sobre cómo ha cambiado el papel de la luz en la comprensión del universo y cómo sigue evolucionando. En 2012, Haroche recibió el Premio Nobel de Física, junto con David J. Wineland, por su trabajo innovador en el campo de la óptica cuántica. Sus descubrimientos aprovechan las propiedades de las partículas de luz para crear nuevas tecnologías, como los ordenadores cuánticos ultrarrápidos. Con su obra La luz revelada. Del telescopio de Galileo a la extrañeza cuántica, este laureado Nobel ofreció una narrativa reveladora sobre lo que sabemos ahora acerca de la luz, desde la teoría de la relatividad hasta la física cuántica, y cómo hemos adquirido ese conocimiento, que ha dado lugar a numerosas invenciones que han transformado nuestras vidas.
Coincidiendo con la celebración del centenario de la física cuántica, Haroche habló sobre la historia y el estado actual del conocimiento en torno a uno de los fenómenos más emocionantes e importantes de la física: la luz. “La física cuántica es un campo apasionante, ya que está evolucionando ante nuestros ojos”, dijo. “Hay que despertar la curiosidad de los jóvenes y responder a las preguntas que se plantean, que son preguntas científicas básicas sobre la naturaleza de las cosas, sobre cuáles son las leyes del Universo de la física y la biología. Esto es ciencia básica y la ciencia básica debería formar parte de la cultura”. El físico trabajado para el Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS, por sus siglas en francés), la Escuela Politécnica, el Colegio de Francia y la Escuela normal Superior de París. Es además Oficial de la Legión de Honor Francesa y ganador del Premio Humboldt y de la Medalla de Oro del CNRS.
“La luz, en todas sus formas y manifestaciones, constituye la fuente fundamental de información sobre el mundo que nos rodea. Desde la luz visible emitida por estrellas y galaxias hasta las diversas longitudes de onda del espectro electromagnético, incluyendo las ondas de radio, los rayos ultravioleta y los rayos X, toda nuestra comprensión del universo se basa en la captura y análisis de la luz”, dijo el Premio Nobel. “Históricamente, el progreso científico se ha forjado mediante la exploración y el entendimiento de los fenómenos relacionados con la luz. Desde los siglos XVI y XVII, la ciencia moderna ha florecido a medida que desentrañamos los misterios de la luz y cómo interactúa con la materia. La comprensión de estos fenómenos ha sido el motor que ha impulsado los avances científicos”.
En 2012, el galardón fue otorgado a Serge Haroche y David J. Wineland, por sus contribuciones revolucionarias a la física cuántica. Sus investigaciones no solo han ampliado nuestro conocimiento fundamental sobre la naturaleza del universo, sino que también han sentado las bases para futuras innovaciones tecnológicas que podrían cambiar radicalmente nuestra forma de vida. Su trabajo se centró en la manipulación de sistemas cuánticos individuales, como átomos y fotones, en trampas electromagnéticas. Uno de sus logros más notables fue el desarrollo de un método para observar partículas cuánticas sin destruirlas, una hazaña que anteriormente se consideraba imposible. Esto abrió la puerta a investigaciones más profundas sobre la interacción entre partículas cuánticas y la observación sin perturbaciones.
“La culminación de este proceso se encuentra en las revoluciones científicas del siglo XX: la física cuántica y la teoría de la relatividad. Estas teorías no solo han revolucionado nuestra comprensión del mundo microscópico, sino que también han dado lugar a una revolución tecnológica. Las innovaciones que han transformado nuestra vida diaria, desde computadoras hasta láseres, internet y GPS, son fruto del conocimiento profundo que hemos adquirido sobre la luz y su interacción con la materia a través de la física cuántica y la teoría de la relatividad. En última instancia, la luz no solo es la fuente de nuestro conocimiento, sino también el motor de nuestro progreso científico y tecnológico”, explicó el físico.
Un mural que respirainspirado en el trabajo de Serge Haroche
En el marco del Hay Festival Querétaro, Dow y Adry Balbo se unen en un proyecto que cobra vida en los muros de la Secundaria Técnica N° 1 Benito Juárez. Más allá de la inspiración artística, el festival también se compromete con la sostenibilidad, incluyendo la medición de la huella de carbono durante los días del evento y la implementación de un programa de reforestación en la Sierra Gorda de Querétaro, como parte de los esfuerzos para neutralizar las emisiones.
"Nos comprometemos a fomentar la descarbonización, la economía circular, la eficiencia y la preservación de los recursos. Creemos que la mejor manera de lograrlo es introduciendo una economía diferenciada en el mercado de las pinturas, incorporando la ciencia en un producto de uso cotidiano para todos. El mural está inspirado en el trabajo del premio Nobel de Física Serge Haroche", dice Mauricio Alvarado, de Asuntos Públicos y Ciudadanía Global de Dow. “El diseño del mural está centrado en la teoría de la luz, para reflexionar sobre su importancia y la de la colaboración. No solamente es mi obra es para todos y de todos”, dice la artista plástica Adry Balbo, que utilizó pintura fotocatalítica, que absorbe dióxido de carbono del aire.
Sobre la computación cuántica: “Tan solo hemos fabricado máquinas de juguete”
“En el campo de la computación cuántica, ha habido una gran cantidad de entusiasmo y publicidad en los últimos 20 o 30 años. Durante este período, hemos adquirido la capacidad de manipular sistemas cuánticos individuales, como átomos y fotones, y hacer que interactúen bajo condiciones extremadamente precisas”, dijo Serge Haroche
“El siguiente paso en esta evolución es la posibilidad de hacerlo con un gran número de átomos o partículas. Cada átomo puede llevar consigo un bit de información, ya que puede existir en dos estados diferentes, que denominamos 1 o 0. Sin embargo, cuando estas partículas interactúan entre sí, se crean los llamados qubits de información cuántica. La principal diferencia entre una máquina cuántica y una clásica radica en que la primera puede existir en una superposición de estados, es decir, simultáneamente en el estado 1 y 0. Esto, en principio, podría llevar al desarrollo de máquinas mucho más poderosas que las computadoras clásicas, que solo pueden existir en los estados 1 o 0, pero nunca en superposición", dijo.
Google, IBM y otras empresas han decidido que es hora de apostar fuertemente por esta tecnología. Esto ha contribuido a que la computación cuántica esté siempre presente en las estrategias de grandes compañías de sectores que van desde las finanzas, como JPMorgan, hasta la industria aeroespacial, como Airbus. Según datos de Pitchbook, en 2022 los inversionistas de capital de riesgo dejaron la cifra récord de 1,800 millones de dólares en emprendimientos de hardware y software de computación cuántica en todo el mundo. Eso es casi cinco veces la cantidad que se invirtió en 2019.
"El principal desafío en la construcción de máquinas cuánticas radica en la dificultad de mantener el estado de superposición. Cuando esta capacidad se pierde, se habla de "decoherencia", ya que la coherencia cuántica se desvanece y se entra en el mundo clásico. Este es un obstáculo fundamental que la computación cuántica debe superar para alcanzar su pleno potencial".
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