Cinvestav Unidad Querétaro desarrolla tecnologías cuánticas

La mecánica cuántica ha demostrado experimentalmente y con claridad, que sus leyes fundamentales son correctas y la mezcla de las tecnologías derivadas de ella prometen un futuro que no será aburrido, al tener un impacto importante en la ciencia, comunicaciones, computación y medicina, entre otras áreas, aseguró Mauricio López Romero, director del Cinvestav Unidad Querétaro.

Al participar en las Charlas con Premios Nacionales, organizadas por el Conacyt y el Centro Nacional de la Artes, López Romero ubicó su conversación “En los albores de la segunda revolución cuántica” y expuso que en los laboratorios del Cinvestav Unidad Querétaro ya se están desarrollando tecnologías cuánticas, particularmente en criptografía y gravímetros.

El investigador mencionó que el cómputo cuántico presenta algunos desarrollos con la operación incipiente de computadoras de ese tipo, con capacidad extraordinaria para resolver problemas complejos en corto tiempo en diversas áreas de la ciencia, medicina, ingeniería, biología o matemáticas.

Sin embargo, el advenimiento disruptivo del cómputo cuántico trae algunos problemas, al poner en peligro la criptografía convencional usada al momento; una computadora cuántica es capaz de vulnerar prácticamente cualquier sistema informático actual, y para atajar esa vulnerabilidad la respuesta es la criptografía cuántica.

Este tipo de criptografía explota las propiedades cuánticas de la luz para generar llaves criptográficas con plena certeza de que no pueden ser vulneradas por atacantes que usan tecnología sofisticada, por lo tanto, la criptografía cuántica garantiza la secrecía, confidencialidad e integridad de la información que circula.

Mauricio López también explicó que otra tecnología cuántica a punto de irrumpir a nivel social, en la que ya se trabaja en los laboratorios del Cinvestav Unidad Querétaro, es la gravimetría, la cual propone dispositivos que operan con principios fundamentales de la mecánica cuántica para medir la aceleración de la gravedad con “exquisita” precisión.

El diseño de estos dispositivos consiste en usar un átomo de rubidio o cesio, que se pone en superposición de estado (cuando poseen simultáneamente dos o más valores), con un movimiento tipo fuente de agua donde los átomos suben y bajan por gravedad, y son manipulados cuánticamente: en su comportamiento ondulatorio se observa su aceleración de gravedad para medirla con una exactitud de nueve cifras; esto se puede aplicar en la exploración subterránea sin hacer una sola perforación.  

La mecánica cuántica no solamente incursiona en la tecnología, también interviene de forma importante en la ciencia básica, muestra de ello es que una investigación reciente, realizada en Cinvestav Unidad Querétaro, permite explicar el fenómeno de la materia oscura, manifestada en las grandes estructuras del universo.

“Estamos convencidos de que la materia oscura es radiación gravitacional con origen en las fluctuaciones cuánticas del vacío, y el universo es fundamentalmente vacío, pero hasta el momento se ha ignorado su efecto cuántico en la dinámica de sus grandes estructuras”, explicó el también Premio Nacional de Ciencias y Artes 2014.

En una proyección de los siguientes 10 años en las aplicaciones cuánticas se ubican en la tecnología 5G, que representa una lucha internacional por el control de las telecomunicaciones, donde deben ser más rápidas y seguras para la consolidación de sociedades hiperconectadas, las cuales necesitan sensores cuánticos para el funcionamiento de los diversos dispositivos en el internet de las cosas, inteligencia artificial e industria 4.0.

Uno de los aportes más significativos que ya ofrecieron las tecnologías cuánticas es el nuevo sistema internacional de medidas, que pasó de unidades basadas en artefactos a constantes fundamentales de naturaleza cuántica. “En conclusión: el futuro tecnológico será cuántico o simplemente no habrá futuro”, señaló Mauricio López Romero.