Apuntes sobre la creación de la primera máquina cuántica fabricada por el hombre

A fines del año pasado se conoció la noticia: la primera máquina cuántica fabricada por el ser humano. El invento consistió en un sencillo y diminuto sistema de vibración de unas pocas decenas de filamentos metálicos de una micra de longitud y menos de un nanómetro de diámetro. Es decir, en un milímetro cabrían 1.000 de estos filamentos situados uno a continuación de otro de forma longitudinal. Y la máquina completa es más pequeña que el ancho de un cabello.
Hasta ahora todos los ingenios diseñados por el hombre respondían a las leyes de la mecánica clásica, la regida por las reglas establecidas por Newton. Se trata del primer paso humano en el mundo de lo más pequeño, de las partículas que forman los átomos. Es decir, en el mundo de lo cuántico. Los científicos habían demostrado ampliamente estas reglas físicas mediante experimentos con electrones, fotones, átomos e incuso en helio líquido. Pero nunca habían observado los extraños efectos de la mecánica cuántica en el movimiento de un aparato fabricado por el ser humano.
Según estas reglas físicas, una partícula pequeña intercambia energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, conocida como quantum de energía.
El segundo pilar de la cuántica es que dicha partícula puede estar, literalmente, en dos lugares al mismo tiempo. La máquina cuántica abre las puertas a un sinfín de aparatos experimentales y pone a prueba la sensación de lo que se considera real. También supone la primera piedra en la fabricación de los ordenadores cuánticos.
Un ingenio aún conceptual que permitiría descifrar en segundos todas las claves y contraseñas del Pentágono o de la NASA, algo que con las máquinas actuales sería imposible o llevaría años de trabajo.
Para muchos es un invento desconocido, pero es el primer dispositivo hecho por el ser humano que no responde a las leyes de la mecánica clásica, sino al mismo conjunto de normas que rige el comportamiento de las moléculas o los átomos. Es diminuto, sí, pero visible al ojo humano y puede ser un primer paso para averiguar si algún día seremos capaces de estar en dos sitios a la vez al mismo tiempo.
Los físicos Andrew Cleland y John Martins de la Universidad de California en Santa Bárbara y sus colegas enfriaron un diminuto remo de metal o «baqueta cuántica», de unos 30 micrómetros de longitud, pero visible al ojo humano, que vibra cuando se coloca en movimiento en un rango de frecuencias. Después, conectaron el remo a un circuito eléctrico superconductor para que alcanzara el estado cuántico, una meta largamente buscada por los científicos. Entonces, y debido a las extrañas reglas de la mecánica cuántica, consiguieron colocar simultáneamente el remo en movimiento… mientras se mantenía quieto. El remo, simultáneamente, estaba vibrando y no vibrando. Los investigadores demostraron que los principios de la mecánica cuántica pueden aplicarse a objetos cotidianos. “Nadie había demostrado hasta la fecha que, si tomas un objeto grande, con billones de átomos, la mecánica cuántica se aplique a su movimiento”, afirman los científicos.
Este descubrimiento puede abrir muchas puertas en el mundo de la física, desarrollar nuevos dispositivos para controlar los estados cuánticos de la luz o, en última instancia y aunque parezca ciencia ficción, investigar los límites de nuestro sentido de la realidad. El último gran objetivo es colocar un objeto macroscópico, algo tan grande como un ser humano, por ejemplo, en dos lugares a la vez.

La teleportación

La teleportación de los estados cuánticos (qubits) es una de las aplicaciones más innovadoras de la probabilidad cuántica. Ya en 2001, un equipo suizo logró teleportar un fotón a una distancia de 2 km y posteriormente, uno austriaco logró hacerlo con un rayo de luz (conjunto de fotones) a una distancia de 600 m, y lo último ha sido teleportar un átomo, que ya posee masa, a 5 micras de distancia…
Cualquier suceso, por muy irreal que parezca, posee una probabilidad de que suceda, como el hecho de que al lanzar una pelota contra una pared ésta pueda traspasarla. Aunque la probabilidad de que esto sucediese sería infinitamente pequeña, podría ocurrir perfectamente.
En la medicina, la teoría cuántica es utilizada en campos tan diversos como la cirugía láser, o la exploración radiológica. En el primero, son utilizados los sistemas láser, que aprovechan la cuantificación energética de los orbitales nucleares para producir luz monocromática, entre otras características. En el segundo, la resonancia magnética nuclear permite visualizar la forma de algunos tejidos al ser dirigidos los electrones de algunas sustancias corporales hacia la fuente del campo magnético en la que se ha introducido al paciente.
Otra de las aplicaciones de la mecánica cuántica es la que tiene que ver con su propiedad inherente de la probabilidad. La Teoría Cuántica nos habla de la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento determinado, no de cuándo ocurrirá ciertamente el suceso en cuestión.

La creación de vida artificial

Otro de los eventos científicos destacados es el que produjo Craig Venter, el padre del genoma humano, que ha vuelto a jugar a ser Dios. Tras más de 15 años de trabajo, ha logrado no sólo fabricar en el laboratorio y molécula a molécula el ADN completo de la bacteria ‘Mycoplasma mycoides’, sino también introducirlo en otra célula recipiente de otra especie llamada ‘Mycoplasma capricolum’ y que ese ADN fabricado se apoderase del envoltorio celular y se comportase a todas luces como una bacteria ‘M. mycoides’. Después de unas cuantas rondas de reproducción de la bacteria fabricada, todos los componentes de la descendencia provenían de una molécula fabricada por un ser humano. Se trata de la primera vez que un investigador fabrica una forma de vida sintética, cuyo material genético procede de cuatro botes de productos químicos.
Por Agencia Biodiversidad