Premio Nobel de Física para el poder de la mecánica cuántica

Los científicos Alain Aspect, John F. Clauser y Anton Zeilingier fueron distinguidos hoy con el Premio Nobel de Física 2022 por sus investigaciones sobre el poder de la mecánica cuántica, que han despejado el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica.

El Instituto Karolinska en Estocolmo indicó que los ganadores, pioneros en la ciencia de la información cuántica, "llevaron a cabo experimentos innovadores utilizando estados cuánticos entrelazados".

Los resultados de las investigaciones de los premiados este año "han despejado el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica".

El desarrollo de herramientas experimentales de los laureados de Física de 2022 ha sentado las bases para "una nueva era de la tecnología cuántica. Ser capaz de manipular y gestionar estados cuánticos y todas sus capas de propiedades nos da acceso a herramientas con un potencial inesperado", indicó el instituto.

"Los efectos inefables de la mecánica cuántica están comenzando a encontrar aplicaciones. Ahora existe un gran campo de investigación que incluye computadoras cuánticas, redes cuánticas y comunicación cifrada cuántica segura".

El premio de este año, indicó el Karolinska, "ha sido otorgado por experimentos con fotones entrelazados, estableciendo la violación de las desigualdades de Bell y siendo pioneros en la ciencia de la información cuántica".

Un factor clave en este desarrollo es cómo la mecánica cuántica permite que dos o más partículas existan en lo que se llama un estado entrelazado. Lo que le sucede a una de las partículas determina lo que le sucede a la otra partícula, incluso si están muy separadas, explicaron los responsables del Karolinska en un comunicado.

"Durante mucho tiempo, la pregunta fue si la correlación se debía a que las partículas en un par entrelazado contenían variables ocultas, instrucciones que les indican qué resultado deben dar en un experimento. En la década de 1960, John Stewart Bell desarrolló la desigualdad matemática que lleva su nombre".

Este establece que si hay variables ocultas, la correlación entre los resultados de un gran número de mediciones nunca excederá un cierto valor. Sin embargo, la mecánica cuántica predice que cierto tipo de experimento violará la desigualdad de Bell, lo que resultará en una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo, agregaron los responsables de la academia sueca.

Anton Zeilinger, el "papa cuántico"
Anton Zeilinger, nacido el 20 de mayo de 1945, Ried im Innkreis (Austria) es doctor por la Universidad de Viena, Austria (1971), de la que actualmente es profesor. Está considerado pionero en los avances prácticos, más que teóricos, con la física cuántica y ha desarrollado la mayor parte de su carrera en el entorno de las partículas entrelazadas, los sistemas que colapsan al observarlos y la información que se teletransporta.

El estudio del entrelazamiento es la base de gran parte de los desarrollos tecnológicos relacionados con la transmisión de información segura que ocupan ahora a científicos de todo el mundo, como la criptografía o el internet cuánticos.

Es conocido principalmente por sus experimentos, uno de los más famosos, por ejemplo, en 1997, cuando consiguió teletransportar partículas de luz. Entre 2013 y 2022 fue presidente de la Academia de las Ciencias de Austria, y además del Premio Wolf en 2010, recibió la primera medalla Isaac Newton del Instituto de Física del Reino Unido, en 2008.

Alain Aspect
Alain Aspect, nacido el 15 de junio de 1947 en Agen, Francia, es doctor por la Universidad de París-Sur, Orsay, Francia (1983) y actualmente profesor de la Universidad París-Saclay y de la Escuela Politécnica en Palaiseau y científico emérito del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS).

Las investigaciones de Aspect se han centrado en las pruebas de las desigualdades de Bell con fotones (doctorado, 1974-1983) y la dualidad onda-partícula para los fotones individuales (1984-86, con Philippe Grangier). Se suman, además, el enfriamiento de átomos con láseres por debajo del retroceso de un fotón (1985-1992, con Claude Cohen-Tannoudji), los átomos ultrafríos, los gases cuánticos y los simuladores cuánticos (desde 1992 y hasta la actualidad, en el grupo de Óptica Atómica que ha creado en el Instituto de Óptica).

Ocupó diversos puestos en el Instituto de Óptica de la Escuela Normal Superior (ENS) de Yaundé, en la ENS Cachan, la ENS/Collège de France y el CNRS. Aspect es miembro de varias academias científicas de Francia, Italia, Estados Unidos, Austria, Bélgica y Reino Unido.

Entre otros muchos premios, recibió la medalla de oro del CNRS (2005); el premio Wolf de Física (2010); el premio Balzan de información cuántica (2013); la medalla de oro Niels Bohr (2013); la medalla Albert Einstein (2013) y la medalla Ives de la Sociedad Óptica de América (2013).

John Clauser
John Clauser, nacido el 1 de diciembre de 1942 en Pasadena (Estados Unidos), es un físico experimental y teórico. Destaca por sus contribuciones a los fundamentos de la mecánica cuántica, en particular por la desigualdad Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH).

Junto con la predicción de CHSH de 1969, el experimento de Freedman-Clauser de 1972 se considera lo suficientemente importante como para que haya sido repetido por otros, literalmente cientos de veces en una amplia variedad de configuraciones, en muchos laboratorios de todo el mundo.

Clauser se licenció en física en el Instituto Tecnológico de California en 1964, obtuvo un máster en física en 1966 y un doctorado en física en 1969 por la Universidad de Columbia. Entre 1969 y 1996 trabajó en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore y la Universidad de California en Berkeley.

En 2010 fue distinguido con el Premio Wolf de Física en 2010 por sus observaciones del entrelazamiento cuántico no local y las pruebas experimentales del Realismo Local.