El físico Juan Ignacio Cirac, investido doctor `honoris causa´ por la Universidad Nebrija

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Juan Ignacio Cirac, director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica y experto mundial en tecnologías cuánticas y sus aplicaciones, recibió el doctorado honoris causa de la Universidad Nebrija en una ceremonia presidida por la apuesta por la ciencia y por la divulgación de principios y aplicaciones que revolucionarán el mundo tal y como lo conocemos.

Desde el análisis de la materia y sus interrelaciones a escala microscópica, investigadores pioneros como él perfilan el horizonte científico del futuro. “Indudablemente, nos encontramos en medio del florecimiento de innovadoras tecnologías cuánticas que prometen transformar radicalmente la manera en que procesamos, transmitimos y capturamos información”, afirmó.

Más allá de los ordenadores cuánticos, la forma en las que accedemos a Internet, la huella que dejamos o la gestión de nuestros datos personales derivarán en avances significativos en los ámbitos de la comunicación y la metrología cuántica. “La primera abrirá la puerta a compartir información de manera más segura y eficiente, mientras que la segunda nos brindará la oportunidad de acceder a formas completamente novedosas de obtener datos con una precisión inigualable en comparación con las capacidades actuales. Desde mi perspectiva, no obstante, las aplicaciones más trascendentales aún no las conocemos, e irán apareciendo en el camino hacia la conquista de las tecnologías cuánticas”

“Las aplicaciones más trascendentales aún no las conocemos, e irán apareciendo en el camino hacia la conquista de las tecnologías cuánticas”, afirma el experto mundial en esta materia

La segunda revolución cuántica

Varios expertos en la materia apuntan a una segunda revolución cuántica que se irá desarrollando en los próximos años. En la actualidad, “resulta tan difícil imaginar las futuras aplicaciones como lo era hace un siglo, y cualquier intento de preverlas probablemente resultará un estrepitoso fracaso”. No obstante, Cirac aseguró que estas aplicaciones se basarán en otros principios de la física cuántica “que, hasta hace poco, parecían más propios de la ciencia ficción que de la teoría física y que no han sido explotados hasta ahora”.

En ese camino nos esperan “descubrimientos sorprendentes” gracias a la cuántica avanzada con innovaciones en el ámbito de la medicina, la energía, las comunicaciones, la farmacia, la logística o la inteligencia artificial. “La física cuántica seguirá siendo una fuente inagotable de inspiración para el progreso científico y tecnológico en el siglo venidero”, aseguró el Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica, y Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA.

“La física cuántica seguirá siendo una fuente inagotable de inspiración para el progreso científico y tecnológico en el siglo venidero”.

Además de reconocer la labor de científicos como Werner Heisenbeg, Niels Bohr, Max Born y Pascual Jordan, Juan Ignacio Cirac, doctor en Física por la Universidad Complutense de Madrid, explicó que la física cuántica se fundamenta en “principios simples, aunque singulares”. Uno de ellos “postula que la luz está compuesta por partículas llamadas fotones, cuya energía se manifiesta de manera cuantizada; esto es, en cantidades discretas cuya unidad solo depende del color”. Otro principio expone “cómo la conducción de electricidad en materiales metálicos ocurre mediante el movimiento de electrones, cuya energía se organiza en bandas”. Gracias a esta primera etapa en la Física Cuántica disponemos de ordenadores, sistemas de comunicación por fibra óptica, y un abanico de herramientas en áreas como la medicina, el diseño de fármacos y el transporte.

Los nuevos principios

Tras esta primera revolución cuántica, los nuevos principios de la física cuántica, confirmados y aplicados en el desarrollo de las nuevas tecnologías de la información, son “aún más asombrosos que los anteriores”. Uno de ellos, el llamado Principio de Superposición, “sostiene que en el mundo microscópico y bajo condiciones especiales, las propiedades de los objetos pueden no estar definidas”. Este principio “establece que, en ciertas circunstancias, el propio objeto puede no tener definida esa propiedad, y, por lo tanto, no se puede especular sobre su valor”. Otro principio responde al nombre de Medida, “que establece que una vez que observamos o medimos una propiedad en un objeto, esta queda determinada de manera aleatoria”.

“Nos encontramos en medio del florecimiento de innovadoras tecnologías cuánticas que prometen transformar radicalmente la manera en que procesamos, transmitimos y capturamos información”

De acuerdo con la física cuántica, “un sólo objeto puede estar en una superposición, lo que conlleva que sus propiedades no están determinadas hasta que no lo observamos”. Aquí también aparece otra propiedad de algunos objetos microscópicos: el espín, “la que da lugar a que algunos materiales sean magnéticos, y se puede medir viendo cómo reacciona la partícula en presencia de un campo magnético generado por un imán”.

Para Cirac, el Principio de Superposición de la física cuántica genera problemas que aparecen en el mundo microscópico cuando hay varias partículas. Obstáculos en campos como la física de materiales, el de altas energías o la química son “extremadamente difíciles de resolver”. De hecho, asegura el físico manresano, uno de los desafíos más relevantes de la ciencia actual es “encontrar métodos eficientes para simular sistemas cuánticos compuestos por muchas partículas”. En estos momentos, las tecnologías cuánticas exploran las superposiciones “para obtener más eficiencia, seguridad o precisión”.

Los prototipos de ordenadores cuánticos

Durante su lección, Juan Ignacio Cirac aludió también a los pequeños prototipos de ordenadores cuánticos, compuestos por decenas o cientos de cúbits -una unidad básica de información que supera el sistema de numeración binario de los ordenadores clásicos- que ya pueden resolver problemas aritméticos concretos como la factorización de números “enormes” o la solución de algunas ecuaciones “que jamás podríamos resolver ni con los superordenadores más potentes que existen hoy en día o que se puedan construir en el futuro”. El director del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica aseguró que grandes empresas tecnológicas y centros de investigación de todo el mundo están dedicando “grandes esfuerzos” para acelerar el proceso de construcción de ordenadores cuánticos, así como el desarrollo del software adecuado.

Asimismo, Cirac explicó que los simuladores cuánticos podrían ayudarnos a comprobar las predicciones. “La repercusión de los simuladores cuánticos en el diseño de materiales o compuestos químicos puede tener una gran relevancia en el desarrollo tecnológico al que estamos asistiendo. Además, pueden desempeñar un papel fundamental en el progreso de varias disciplinas científicas”, precisó.

La herencia de la educación de Vicente y Juana

En sus palabras, Juan Ignacio Cirac agradeció el apoyo “incondicional” de sus padres, Vicente y Juana, “por haberme enseñado que la herencia más importante que se puede dejar es la educación”; a la Universidad Nebrija, pionera en Europa en implantar un máster en computación cuántica; a los miembros pasados y presentes de su equipo de investigación, y a su colega Rolf Tarrach, rector emérito de la Universidad de Luxemburgo y patrono de la Universidad Nebrija por “su amistad y generosidad”.

Precisamente en la laudatio de la investidura como honoris causa, Tarrach recordó que los trabajos de Cirac han recibido hasta la fecha más de 100 000 citas -en el año 2023, más de 10 000 nuevas citas-. Su índice de Hirsch (métrica que mide la productividad y el impacto de un investigador) es 163. “En física teórica es extraordinariamente difícil para un investigador de la edad de Ignacio superar estos valores”, aclaró.

Además de reconocimientos como la medalla de la Real Sociedad Española de Física, el Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica, la medalla Max Planck de la Sociedad Alemana de Física y el premio John Stuart Bell de la Universidad de Toronto, Cirac ha recibido el premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA y el Premio de Física de la Fundación Wolf, considerados “merecidamente, antesalas del Premio Nobel”.

A este deseo de Rolf Tarrach, se unieron sus elogios a la faceta más personal de Juan Ignacio Cirac: “Es imposible no sentirse bien con él. Es amable, preciso, escueto, atento, modesto, reflexivo y comprende casi instantáneamente. Siempre está dispuesto a ayudar y a aconsejar desinteresadamente”.

Ideas “inspiradoras e intimidantes”

Al final del acto solemne de investidura tomó la palabra el rector, José Muñiz: “Además de sus sobresalientes méritos académicos y científicos, el profesor Juan Ignacio Cirac encaja a la perfección en la filosofía de excelencia que guía a la Universidad Nebrija, y que se nutre de dos grandes pasiones: la pasión por saber y la pasión por innovar y emprender”.

Las ideas expuestas por el profesor Cirac, para Muñiz, “son muy inspiradoras a la vez que algo intimidantes, dejando a otros científicos, en especial a los de las Ciencias Sociales y de la Salud, como es mi caso, un tanto perplejos cuando intentamos traducirlas conceptualmente a nuestros respectivos campos”.