2025, un año como pocos, uno cuántico

En 2025, la Universidad de los Andes se une al Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, una iniciativa global que busca sensibilizar al público sobre la importancia de la ciencia cuántica y su impacto en la vida cotidiana.

La física, como disciplina, ha buscado comprender las propiedades fundamentales de la naturaleza, desde el mundo microscópico hasta la estructura del universo. 

A través de la experimentación y el desarrollo de teorías, los científicos han ido desentrañando los principios que rigen el movimiento, la energía y la materia, entre otros, sentando las bases para avances tecnológicos que transforman la sociedad. 

Estos descubrimientos han impulsado innovaciones en campos como la medicina, la computación y la energía, generando beneficios que, aunque a menudo pasan desapercibidos, están presentes en la vida diaria.

La mecánica cuántica es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia y la energía a escalas extremadamente pequeñas, como átomos y partículas subatómicas, instancias que escapan a lo que pueden ver los ojos humanos. Esta área ha permitido varios de estos logros en favor de la humanidad.

A diferencia de la física clásica, donde las leyes del movimiento son predecibles y deterministas, la mecánica cuántica introduce principios como la superposición y el entrelazamiento, donde una partícula puede estar en múltiples estados simultáneamente o influenciar a otra sin importar la distancia que las separe. 

“Es sorprendente porque este mundo microscópico no se comporta igual de lo que diríamos que es el mundo macroscópico. Por ejemplo, si tomamos una bola de ping-pong, podemos decir dónde está: si está quieta o en movimiento. Pero si lo hacemos con una partícula del mundo microscópico, como un electrón o un fotón, no puedo decirte en dónde está y qué velocidad lleva”, explica Alejandra Valencia, profesora del Departamento de Física de la Universidad de los Andes y líder del grupo de Óptica Cuántica Experimental.

Imaginen por un instante que están enviando un mensaje por WhatsApp a un amigo que está al otro lado del mundo, en Shanghái, tal vez… 

En cuestión de segundos, el mensaje aparecerá en la pantalla de su interlocutor. 

¿Cómo ocurre esto? La información viaja a través de una red de fibra óptica que recorre continentes y atraviesa océanos. Pero lo que realmente permite que estos datos se transmitan es la mecánica cuántica.

"Internet, por ejemplo, no existiría sin láser", dice Valencia. 

Es un importante recordar que el láser (acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) es un invento basado en principios de la física cuántica, específicamente en el fenómeno de emisión estimulada de radiación, que fue predicho por Albert Einstein en 1917, dentro del marco de la mecánica cuántica.

"La información que enviamos a través de la web viaja por una red global de cables de fibra óptica, donde la luz láser se enciende y se apaga para codificar datos en un sistema binario". Es decir, sin el conocimiento de los principios cuánticos, la comunicación global como se conoce sería impensable.

Pero la cuántica no solo está en la comunicación. Desde los escáneres médicos hasta los chips de los teléfonos inteligentes, muchas de las tecnologías modernas se basan en fenómenos cuánticos, agrega Valencia.

Gracias al conocimiento del comportamiento de los electrones, fue posible el desarrollo del transistor, el componente esencial de todos los dispositivos electrónicos actuales. También, en el supermercado, al escanear un código de barras, también se está utilizando un láser basado en principios cuánticos. 

Los anteriores son algunos ejemplos de cuántica en la cotidianidad.

La cuántica ha estado transformando silenciosamente la vida cotidiana por décadas, pero 2025 marca un hito en su historia. 

La Asamblea General de la ONU declaró este año como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, con el objetivo de concienciar al mundo sobre su impacto en la humanidad y su potencial para revolucionar la tecnología del futuro. 

Este reconocimiento se da en un contexto en el que la investigación cuántica está alcanzando nuevas fronteras, desde la computación hasta la criptografía, con aplicaciones que podrían cambiar radicalmente la interacción con el mundo digital.

"Es un cambio de paradigma, como cuando se pasó de la vela a la luz eléctrica", afirma Valencia, refiriéndose al impacto que tendrá la computación cuántica. 

A diferencia de los computadores clásicos, que procesan información con bits que representan 0 o 1, los computadores cuánticos trabajan con cúbits, que pueden estar en una superposición de ambos estados al mismo tiempo. 

"Esto permite realizar ciertos cálculos de manera exponencialmente más rápida que cualquier supercomputador tradicional", explica la profesora de física. 

Aunque los computadores cuánticos aún no están listos para el uso cotidiano, ya están siendo utilizados para la seguridad informática, la optimización de procesos, la simulación de materiales y moléculas, entre otras aplicaciones.

Recientemente, llegó a Uniandes, el primer computador cuántico del país, que servirá para instruir a los estudiantes, ayudará en las clases e inspirará a las nuevas generaciones de profesionales que trabajarán con esta tecnología. 

En Colombia, la Universidad de los Andes ha sido pionera en la investigación cuántica. 

"Llevamos más de 20 años investigando mecánica cuántica, tanto teórica como experimental", señala Valencia. 

Desde hace más de una década, el Grupo de Óptica Cuántica Experimental, que ella lidera, ha producido cúbits en su laboratorio. 

Sin embargo, el desafío para la ciencia cuántica en Colombia y Latinoamérica sigue siendo la inversión en investigación básica. "El mayor reto es que el país comprenda la importancia de invertir en ciencia básica sin preguntar inmediatamente para qué sirve", enfatiza Valencia. "Históricamente, muchas de las grandes revoluciones tecnológicas han nacido de la curiosidad científica, hay que apoyar la ciencia y estimular la formación de estudiantes que puedan trabajar, estudiar y aprender estas tecnologías", concluye.

En este 2025, un año como pocos, un año cuántico, el mundo se prepara para celebrar un siglo de las ciencias y las tecnologías cuánticas y la Universidad de los Andes no es ajena a esta celebración. Seguirá con las puertas abiertas para que los estudiantes, la comunidad y el país sigan formándose en estas tecnologías que están transformando al mundo.