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Autor
Antonio Fernández-Rañada (Universidad Complutense de Madrid)

Juan Ignacio Cirac, pionero de la información cuántica

Juan Ignacio Cirac es uno de los científicos españoles con mayor proyección internacional. Hizo sus estudios de licenciatura (1988) y de doctorado (1991) en la Universidad Complutense y, tras ser profesor titular en la Universidad de Castilla-La Mancha entre 1991 y 1996, con un intermedio de un año en la de Colorado, se trasladó a la de Innsbruck donde trabajó como profesor hasta que en 2001 le fue ofrecido el puesto de director de la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching, Alemania.

Cirac es uno de los pioneros más destacados de la Información Cuántica, una ciencia para el siglo XXI que combina a dos de las grandes creaciones del siglo XX, la Teoría de la Información y la Física Cuántica

Ya desde muy joven, Cirac es uno de los pioneros más destacados de la Información Cuántica, una ciencia para el siglo XXI que combina a dos de las grandes creaciones del siglo XX, la Teoría de la Información y la Física Cuántica, y uno de cuyos objetivos es lograr el ordenador cuántico. Para que entendamos lo que esto significa, bastará con decir que eso afecta de modo central a los transmisores y a los procesadores de la información, dos elementos esenciales del mundo de hoy. Entre sus metas están las comunicaciones completamente seguras, pues las actuales no lo son, y ordenadores basados en la Física Cuántica, capaces de hacer en pocos segundos tareas que llegan a ser imposibles para los de hoy o, y esto es importante, para todos los basados en los mismos principios que los de hoy. Para comprenderlo mejor, cabe mencionar el sorprendente proceso de miniaturización de los sistemas electrónicos seguido durante las últimas décadas (que permite hacer cosas antes imposibles como los marcapasos para enfermos del corazón, los teléfonos móviles o las tarjetas de crédito inteligentes). Hay una ley llamada de Moore según la cual los chips dividen por dos su tamaño cada año y medio, al tiempo que duplican su capacidad. Pues bien, ese proceso se terminará necesariamente dentro de entre diez y quince años pues se llegará entones trabajar en la escala de tamaño de las moléculas y los átomos, cambiando así de modo esencial las reglas del juego. Aunque ya hoy es necesaria la teoría cuántica para entender aspectos de los chips, el proceso básico deberá ser entonces de naturaleza distinta, basada en la teoría cuántica pues los datos llegarán a almacenarse en átomos o electrones.

Uno de los aspectos atractivos de la obra de Cirac y sus colaboradores es que combina la ciencia básica con el diseño de aplicaciones (de algunas de las cuales, como cifrados de documentos o protección de comunicaciones ya existen modelos comerciales). La razón es que, para entender la manera de realizar puertas lógicas de ordenador con sistemas atómicos, ha sido necesario descubrir aspectos de la teoría cuántica antes poco conocidos, y así la búsqueda de aplicaciones ilumina los principios básicos de la Física. Al revés, la mejor comprensión de esos principios sirve de guía para conseguir aplicaciones. Al abrirse el camino de la Información Cuántica se pronosticó que se deberían de superar sucesivamente por varias fases: la primera puramente matemática, un análisis más profundo de las ideas esenciales de la teoría de la información, a la que seguirían una de Física Teórica, aplicación de la anterior a los sistemas atómicos, y otra de Física experimental para probar la posibilidad real de fabricación de prototipos, y así llegar finalmente al nivel tecnológico en que se realizarán de manera concreta las aplicaciones previstas. Actualmente estamos en las dos fases físicas, habiéndose probado ya que las ideas pueden realizarse.

La importancia de esa relación entre teoría y aplicaciones se comprende mejor si se considera que durante mucho tiempo, para ser más preciso desde la segunda Guerra Mundial hasta el principio de los años 90 tras la caída del muro de Berlín, el entendimiento del sistema ciencia-tecnología se basó en el llamado modelo lineal, elaborado por un colaborador del presidente Roosevelt llamado Vannevar Bush (sin relación con el actual presidente de EE.UU.). Ese modelo suponía que el mero desarrollo de la ciencia básica es suficiente para que, antes o después, se desarrolle la tecnología y se produzca un efecto positivo medible sobre la economía. Hoy se sabe que ese modelo da sólo una primera aplicación, interesante pero poco adecuada para la actual compleja situación del mundo. Ante ello se discute sobre el papel de la ciencia básica, a veces negando incluso su importancia. Otros insisten en que es imprescindible, si bien siguiendo unas reglas de juego distintas a las del tiempo de la Guerra Fría, de acuerdo con la frase que Federico Mayor Zaragoza gusta de repetir: "No puede haber aplicaciones de la ciencia si no hay antes ciencia que aplicar". En todo caso, la articulación entre ciencia básica y ciencia aplicada no está suficientemente clara, incluso para algunos dirigentes del ramo, me temo que de modo especial en España. Creo que la Información Cuántica y, en particular, la obra de Cirac puede ser un elemento interesante para el análisis de esta cuestión.

Desde el punto de vista de su personalidad, Juan Ignacio Cirac es un caso interesante, consigue una claridad sorprendente gracias al modo que extrae a primera línea del razonamiento los elementos básicos del discurso

Desde el punto de vista de su personalidad, Juan Ignacio Cirac es un caso interesante. Es una delicia asistir a uno de sus seminarios. Sus temas son difíciles, pero él consigue una claridad sorprendente gracias al modo que extrae a primera línea del razonamiento los elementos básicos del discurso. Ello es especialmente cierto en el caso de charlas de divulgación. Además habla con tal sencillez que alguien poco avisado podría pensar que está contando cosas fáciles en vez de manejar conceptos abstractos y difíciles. Sin duda esta es una más de las razones de que sea un conferenciante muy solicitado. De hecho es larguísima la lista de sus intervenciones en congresos, conferencias y talleres de todo el mundo. También ha sido profesor invitado en muchas universidades, por ejemplo en Harvard, Hamburgo, Oxford, Paris o California, por citar sólo algunas.

Entre los premios que le han concedido están en Feliz Kuschnits de la Academia Autriaca de Ciencias 2001, la Medalla de la Real Sociedad Española de Física 2002, el premio de Electrónica y Óptica Cuántica de la Sociedad Europea de Física 2005, el Príncipe de Asturias 2006 de Investigación Científica y el Premio Nacional de Física Blas Cabrera 2007.

Conviene seguirle la pista pues cabe esperar mucho de él durante la próxima década.

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