Líderes de la investigación cuántica
presentaron sus trabajos en Chile

Los científicos que hoy lideran la investigación cuántica se reunieron en nuestro país, entre el 27 y el 30 de noviembre, para participar en la conferencia Quantum Optics III, que se realizó en Pucón. Al congreso asistieron científicos de renombre como el austriaco Peter Zoller, considerado el padre de la computación cuántica, y el investigador danés Eugene Polzik, quien logró en octubre pasado teletransportar por primera vez luz y materia. Junto a ellos, más de 100 físicos y estudiantes de Asia, Norteamérica, Australia, Europa y Latinoamérica tuvieron la oportunidad de conocer y discutir innovadoras experiencias desarrolladas en universidades y laboratorios alrededor del mundo.

Zoller y la Cuántica en Chile

Peter Zoller, de la University of Innsbruck, Austria, estuvo en Chile en 2002, cuando participó en el Simposio Chileno de Física realizado en Concepción. En esa oportunidad conoció los primeros pasos del Núcleo Milenio Centro de Óptica e Información Cuántica (COIC). Antes de viajar a Pucón, Zoller visitó nuevamente la Universidad de Concepción, donde ofreció la charla Quantum information and condensed matter physics with quantum optical systems.

A cuatro años de su primer paso por el centro chileno, Zoller destacó el rápido crecimiento del grupo y los esfuerzos por realizar en Chile investigación de frontera.

Las investigaciones referidas al atrapamiento, control y manipulación de átomos fríos, así como las relacionadas con generación de fotones gemelos son la base para entender y aprovechar fenómenos que escapan a la experiencia cotidiana, pero que permiten aplicaciones como la criptografía cuántica, el único método que garantiza 100% de confidencialidad en el traspaso de información. Sin embargo, muy pocos laboratorios cuentan con las capacidades para realizar este tipo de investigación.

“Se requiere un gran financiamiento para implementar experimentos de este tipo. En Europa muchas fundaciones son financiadas a través de la Unión Europea, existiendo también redes de colaboración entre los países, lo que potencia la investigación básica en universidades e institutos. En Estados Unidos, el apoyo viene del lado militar. Están más dedicados a las aplicaciones, especialmente a construir un computador cuántico. Para atraer a los privados hay que mostrar las ventajas de los productos que resultan de estas investigaciones, y que ya están saliendo al mercado, como láser para usos industriales o la criptografía cuántica”, puntualizó Zoller tras su presentación en Pucón.

Polzik: Investigaciones pioneras

Uno de los trabajos que más llamó la atención de la comunidad cuántica fue el presentado por el profesor Eugene Polzik, de la University of Copenhagen, Dinamarca. Es uno de los pioneros en el campo de la teleportación de datos, que implica el traslado del estado de un sistema cuántico a otro ubicado a cierta distancia, permitiendo el envío de información.

Las primeras investigaciones sobre teleportación se remontan a 1993. Pero no fue sino hasta 1997 cuando por primera vez se pudo enviar el estado cuántico de un fotón a otro ubicado a casi un metro de distancia, basándose en un interesante fenómeno cuántico: el entrelazamiento. Ya en 2002 fue posible enviar fotones (partículas de luz) a casi dos kilómetros de distancia. El siguiente paso fue intentar teleportar átomos (materia), experiencia que dio frutos en 2004, pero a una distancia de apenas unos milímetros. Recientemente, Polzik y su equipo publicaron resultados asombrosos: lograron la primera teleportación entre luz y materia, donde uno actúa como portador de la información y el otro, como medio de almacenaje.

“El profesor Saavedra me escribió hace un año para invitarme a esta conferencia. Nosotros publicamos este trabajo en octubre, así que nos pareció una excelente oportunidad para exponer estos resultados por primera vez”. Polzik señala que esta experiencia es única, pues se trata de teletransportar las propiedades de un objeto a otro de distinta naturaleza (de luz a materia), implicando billones de átomos a lo largo de distancia, en principio, tan extensas como se desee. Polzik apunta el siguiente desafío: “la próxima frontera es aumentar la fidelidad de la información recibida. Ahora obtenemos resultados con un 60 a 70% de fidelidad, que esperamos aumentar muy pronto.”

Como país anfitrión, Chile es representado por el Centro de Óptica e Información Cuántica de la Iniciativa Científica Milenio, cuyos laboratorios este año han terminado con éxito la preparación de dos delicados experimentos. En julio se obtuvieron las primeras imágenes de fotones gemelos, logradas en la Universidad de Concepción, y en noviembre el Laboratorio de Espectroscopía de la Universidad de Santiago logró el atrapamiento de átomos, que se orientará al estudio de interferencia cuántica. La experiencia acumulada en ambos laboratorios ayudará a desarrollar actividades conjuntas, generando capacidades de investigación tanto teóricas como experimentales, facultad que pocos grupos poseen y que permitirán la formación de nuevos profesionales, auspiciando el fortalecimiento de esta disciplina en nuestro país.

Soledad Cabrera
(COIC)