La Real Academia Sueca ha concedido el Premio Nobel de Física 2022 al francés Alain Aspect, el estadounidense John F. Clauser y el austríaco Anton Zeilinger. Según el fallo, estos científicos han llevado a cabo experimentos innovadores con estados cuánticos entrelazados, en los que dos partículas se comportan como una sola unidad incluso cuando están separadas. «Los resultados han despejado el camino para nuevas tecnologías basadas en información cuántica», explica el jurado, que recalca la importancia de sus descubrimientos en relación con el «poder de la mecánica cuántica».

El desarrollo de herramientas experimentales de los premiados 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», indica el Instituto Karolinska en un comunicado, que agrega que «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».

Al contrario que en la física clásica, donde los fenómenos y los objetos tienen propiedades fijas, en la física cuántica estas propiedades pueden tener valores múltiples, aunque resulte paradójico. De esta forma, la física cuántica es a menudo hogar de ideas tan desconcertantes como seductoras, tan contrarias al sentido común que pueden parecer casi mágicas. Es en este entorno -de partículas entrelazadas, sistemas que colapsan al observarlos o información que se teletransporta- donde los tres científicos premiados han desarrollado la mayor parte de su trabajo.

Experimentos con fotones entrelazados

El premio destaca así la importancia de sus “experimentos con fotones entrelazados», con los que han establecido la «violación de las desigualdades de Bell», lo que les ha convertido en pioneros en la ciencia cuántica. 

En la década de 1960, John Stewart Bell desarrolló la desigualdad matemática que lleva su nombre. Esta 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 dará como resultado una correlación más fuerte de lo que sería posible de otro modo.

John Clauser desarrolló las ideas de John Bell, lo que llevó a un experimento práctico. Cuando tomó las medidas, respaldaron la mecánica cuántica al violar claramente una desigualdad de Bell. Esto significa que la mecánica cuántica no puede ser reemplazada por una teoría que utilice variables ocultas.

Algunas lagunas quedaron después del experimento de John Clauser. Alain Aspect, de la Universidad de Paris-Saclay, desarrolló la configuración, usándola de una manera que cerró una laguna importante. Pudo cambiar la configuración de medición después de que un par entrelazado había dejado su fuente, por lo que la configuración que existía cuando se emitieron no podía afectar el resultado.

Teletransportación cuántica

Usando herramientas refinadas y una larga serie de experimentos, Anton Zeilinger, de la Universidad de Viena, comenzó a usar estados cuánticos entrelazados. Entre otras cosas, su grupo de investigación ha demostrado un fenómeno llamado teletransportación cuántica, que hace posible mover un estado cuántico de una partícula a otra a distancia.

«Cada vez está más claro que está surgiendo un nuevo tipo de tecnología cuántica. Podemos ver que el trabajo de los laureados con estados entrelazados es de gran importancia, incluso más allá de las cuestiones fundamentales sobre la interpretación de la mecánica cuántica», asegura Anders Irbäck, presidente del Comité Nobel de Física.

El anuncio del premio de Física sigue al de Medicina, que fue para el sueco Svante Pääbo por sus estudios sobre la evolución humana, y en los próximos días se conocerán los de Química, Literatura, de la Paz y de Economía