Entrevista a Alejandro González Tudela, científico titular del Instituto de Física Fundamental CSIC y Premio de Investigación “Miguel Catalán” a investigadores menores de 40 años
Su investigación se centra en los campos de la nanofotónica y la plasmónica cuántica, ¿nos puede explicar en qué consiste?
Mi campo es el de la nanofotónica aplicada a tecnologías cuánticas. Vamos así por partes. La nanofotónica es el campo que estudia cómo se modifica la luz a escalas de nanómetros, que son milmillonésimas de metro, es decir, algo muy pequeño. Estudia cómo hacer que se refleje o cómo hacer circuitos muy pequeños. Y eso se sabe hacer desde la física clásica.
Pero lo que estudiamos nosotros es el campo de la parte cuántica, que es cuando esa luz microscópica interacciona con la materia y lo hace a escala muy pequeña. Y entonces entra en escena la física cuántica y las leyes por las que se rigen los fenómenos físicos cambian completamente. Ya no es que tú envías luz y se refleja dualmente, sino que pueden pasar cosas muy extrañas, como si la luz estuviera en varios sitios a la vez.
Tienes que describir algo que se llama superposición cuántica, o puede ocurrir que no seas capaz de determinar con total precisión dónde esté la luz, y eso tiene una serie de consecuencias. Ese es el campo de la nanofotónica cuántica. En cuanto al campo de las tecnologías cuánticas, la teoría cuántica se introdujo a principios del siglo XX y se sabe cómo funciona, pero ahora se pueden diseñar sistemas átomo a átomo para explotar estas leyes de la mecánica cuántica y conseguir aplicaciones que serían imposibles con otro tipo de tecnologías.
¿Qué aplicaciones prácticas tienen estas investigaciones? ¿Cómo contribuyen al desarrollo y bienestar de la sociedad?
Puede tener muchas aplicaciones en el campo de la física cuántica a nivel tecnológico. Yo diría que empezó en 1996. Hubo alguien que se dio cuenta de que si uno procesara la información explotando estas leyes de la mecánica cuántica, en lo que se conoce como computación cuántica, se podría resolver un problema aparentemente trivial, que es el típico problema de colegio de te doy un número y me dices que en qué números primos se descompone.
Ese es el problema de factorización. Es un problema muy relevante, por ejemplo, para la criptografía, porque todos los protocolos de seguridad de Internet están basados en que ese problema resulta muy difícil para un ordenador de los que tenemos hoy en día. Y, si es un número muy grande, se tarda un tiempo superlargo en resolverlo. Pues alguien se dio cuenta de que explotando estas leyes de la mecánica cuántica el tiempo se reducía muchísimo y se podrían superar estos protocolos de criptografía. Eso llamó mucho la atención al principio, aunque luego se han desarrollado nuevas aplicaciones.
Por ejemplo, se sabe que la mecánica cuántica podría resolver problemas de física o de química, como diseñar un nuevo medicamento, un nuevo fertilizante o un nuevo catalizador.
“Con estos ordenadores cuánticos se podría reducir mucho el tiempo de cálculo para generar los procesos de diseñar nuevos fármacos o nuevos fertilizantes de manera mucho más eficiente”
Se sabe un poco de las leyes físicas y las leyes de la química que rigen esos procesos. Pero con estos ordenadores cuánticos se podría reducir mucho el tiempo de cálculo para generar los procesos de diseñar nuevos fármacos o nuevos fertilizantes de manera mucho más eficiente. También hay protocolos de medidas de precisión. Si quieres medir algo y envías luz, por ejemplo con los láseres, tienes ciertos límites clásicos que vienen un poco de la longitud de onda, de la frecuencia o del color de tu láser. Y con esta luz cuántica uno podría ir más allá de esos límites de precisión clásica, por así decirlo. Aunque yo hago investigación teórica, hacemos una investigación muy próxima a los laboratorios, y proponemos experimentos que se pueden hacer hoy en día.
También se consiguen comunicaciones mucho más seguras porque se puede explotar este principio de superposición cuántica para hacer que un canal de comunicación sea totalmente seguro, es decir, que nadie pincharlo y escuchar lo que estás diciendo, por así decirlo.
¿Cómo explica a la sociedad su trabajo en un campo tan, permítame calificarlo, “difícil de entender”?
En ese sentido, siempre procuramos involucrarnos en los eventos de la Noche de los Investigadores o en la Semana de la Ciencia. Siempre intentamos dar charlas aquí, en Serrano, un poco divulgativas, explicando qué es la física cuántica, que ahora empieza a estar un poco de moda, aunque hay un poco de confusión con lo que es la cuántica. Las empresas también hacen divulgación, porque hay empresas grandes que están trabajando en eso, como Google, IBM. Tenemos que transferir, sobre todo con eventos de divulgación.
¿Qué retos se plantea en un futuro con su investigación?
En nuestro grupo hacemos investigación en tecnologías cuánticas y hay varios investigadores permanentes. No soy el único. Digamos que yo me he especializado en este campo de la interacción de la luz y la materia a nivel cuántico, así que voy a seguir trabajando en esa línea y a conseguir financiación para establecer un grupo independiente, que no es siempre fácil aquí en España.
¿Cómo avanza Madrid cuando avanza la ciencia en Madrid?
Es muy importante que Madrid se vea reconocida como un sitio que atrae ciencia excelente. En Cataluña y en el País Vasco tienen sus programas y tienen también mucho capital humano trabajando. Pero yo creo que Madrid no se queda atrás y todo va a permear a la sociedad, a generar puestos de trabajo de alto valor añadido.
Luego tu conocimiento se puede transferir a empresas. Dos compañeros míos acaban de fundar una empresa precisamente para desarrollar este tipo de algoritmos cuánticos y aplicarlo en problemas de finanzas, y tienen colaboraciones con el BBVA. Es decir, que la investigación, aunque sea a nivel fundamental, genera un montón de valor añadido alrededor que le viene bien a Madrid como ciudad.
Premio de Investigación de la Comunidad de Madrid “Miguel Catalán” a investigadores menores de 40 años. ¿Qué ha supuesto este reconocimiento en su carrera?
Estoy muy contento de haber sido reconocido con el premio. Yo creo que es un reconocimiento a la trayectoria y no sólo la mía, sino la de un equipo muy grande. Es un reconocimiento tanto a la gente de la Universidad Autónoma de Madrid, donde hice mi tesis, como a la gente de mi equipo en Alemania, al Instituto Max Planck al que me incorporé o a la gente que está trabajando aquí conmigo en el Instituto de Física Fundamental del CSIC (IFF).
