Juan Pablo Paz, el científico de la revolución cuántica

Si escribís “computadoras cuánticas” en un buscador, aparece el link a una compañía canadiense llamada D-Wade, la primera en ponerlas a la venta. A la vista son de tamaño rectangular, color negro y miden unos 5 metros de altura por otros tantos de ancho. ¿Su precio? La friolera suma de 15 millones de dólares. Pero hay un pequeño problema: en realidad todavía no existen y la comunidad científica prevé su aparición recién dentro 20 o 30 años. Se va a tratar de la mayor revolución tecnológica del siglo XXI, una que va a cambiar para siempre los protocolos de seguridad, la industria farmacéutica, la geolocalización yla investigación espacial, la química y la física.

“En el mundo de los negocios el mejor negocio suele ser comprar y vender lo inútil. Porque si vos sos una empresa top conviene que demuestres que tenés tecnología de vanguardia: lo hizo Google, lo hizo la NASA, y lo están haciendo todas las empresas como una maniobra publicitaria”. Lo dice Juan Pablo Paz, la mayor referencia en Física y Computación cuántica del país, actual director del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, investigador del Conicet, Premio Konex e Investigador de la Nación en el año 2015, los galardones más importantes a los que puede aspirar un científico argentino.

Las computadoras cuánticas fundamentan su tecnología en las propiedades de la física cuántica, disciplina difícil de comprender que estudia la materia a escala subatómica y que nació a comienzos del siglo XX cuando los científicos comenzaron a investigar la interacción entre luz y materia. Así, descubrieron que la lógica que gobierna a las partículas subatómicas es distinta de la que gobierna las partículas del mundo que vemos con nuestros ojos. En la Física cuántica, hay elementos que son partícula y onda al mismo tiempo, de esta manera no recorren un camino u otro para llegar a un determinado punto, sino ambos a la vez. Es como si un auto, para llegar a Mar del Plata, se moviera por la Ruta 2 y por la Ruta 11 al mismo tiempo. Paz explica, con paciencia, que se han logrado teletransportar partículas de luz de la Tierra a un satélite chino a 500 km de distancia. “Es más, en nuestro laboratorio de óptica cuántica ubicado cerca de Tecnópolis hemos teletransportado fotones, que son partículas de luz”. Por eso la tecnología de las computadoras cuánticas es tan revolucionaria: no solo permitirá almacenar información en unidades del tamaño de átomos llamadas qubit, sino también realizar operaciones de manera simultánea y a un ritmo exponencial.

“Richard Feynman fue el inventor del concepto de las computadoras cuánticas y él lo inventó para estudiar a la naturaleza. Supongamos que yo tengo un sistema que tiene 10 átomos, y conozco las ecuaciones que determinan su futuro. Y si yo lo preparo de cierta manera esa secuencia nos va a decir qué es lo que pasa dentro de un año. Ese es el poder que tenemos los físicos de predecir el futuro con un experimento; sin este poder, nadie nos daría bola”, dice Paz, se pone de pie y sonríe desde la altura que le brindan sus 195 centímetros. “Pero suponete que en lugar de tener 10 átomos, tengo 11 átomos. Ahí ya se multiplica por 10 el tiempo y el espacio que necesito en una computadora ordinaria para resolver este problema. Con 100 átomos no te alcanzan las partículas del universo para construir la computadora. Ahí Feinmann entendió que estábamos haciendo algo mal, porque por más de que conozcamos las leyes fundamentales de la naturaleza, en las computadoras actuales jamás vamos a poder hacer ese ejercicio de simular y predecir el futuro: necesitamos construir computadoras que evolucionen de acuerdo a las leyes de la física cuántica”.

La idea central de la computación cuántica es que cada unidad de información pueda ser almacenada en un átomo. De esta manera es necesario controlar de manera muy precisa un determinado número de átomos, ubicarlos y mantenerlos atrapados, lo que implica el mayor desafío al que se enfrentan los físicos hoy en día. “Para eso tenés que tener mucho control sobre cada pedacito de hardware, para que todos se relacionen. Esto no existe todavía”, dice Paz. Sí existen mecanismos llamados trampas de iones que permiten formar collares o redes de átomos. Se ha logrado, hasta ahora, reunir 15 qubits, pero para hacer cálculos útiles se necesitan algunas decenas de miles.

“Hoy hay grandes empresas que están proyectando computadoras cuánticas. Google puso 200 millones de dólares para contratar al mayor experto en el tema, John Martinis. IBM también está haciendo lo mismo. Yo estuve en una reunión hace poco en Canadá financiada por Research In Motion, la empresa que fabricaba las Blackberrys”.

En 1995, un matemático llamado Peter Shor demostró que, si se pudiera construir una computadora cuántica, sería posible codificar información y vulnerar la seguridad informática. A partir de ese momento, la inversión en computación cuántica se disparó, especialmente desde las agencias de financiación de ciencia básica y aplicada de los estados de la mayoría de los países centrales de Europa y Estados Unidos. Una década después, aparecieron los inversores privados, quienes serán, probablemente, los que se queden con las mayores utilidades en el futuro.

“Los proyectos de ciencia básica tienen un alto riesgo y por este motivo es el Estado el que los lleva adelante. Los privados se meten cuando ven que en un plazo corto pueden obtener un beneficio significativo”, comenta Paz. La problemática del financiamiento público es una problemática actual de la ciencia y la tecnología en el país y él lo sabe. “En la mayoría de los países centrales el grueso de la inversión en ciencia y tecnología aparece en la necesidad de resolver ciertos problemas prácticos que puedan cambiar la vida de la gente. En Argentina, hace siete años, había empezado a suceder. El crecimiento del sistema científico y tecnológico fue traccionado por grandes proyectos que necesitaban de la ciencia y la tecnología como insumo, por ejemplo, la radarización de los aeropuertos. Lo mismo pasó con los satélites de comunicaciones y las centrales nucleares”.

Paz busca en sus archivos de computadora hasta dar con una antigua nota: él, junto con otros seis científicos, están posando en la tapa de Brando de 2010. El título dice: “La venganza de la ciencia” y más abajo: “Ya nadie los manda a lavar platos, ahora investigan desde remedios para el cáncer hasta viajes en el tiempo”. En la foto sonríe. Hoy se pone serio: “Estamos sintiendo la crisis no solo en una disminución de los recursos, sino también en los salarios y también en la perspectiva de incorporación de gente joven. La ciencia está reducida a lo que ocurre en el Ministerio de Ciencia y Tecnología, acosada, además, por el hecho de que se percibe a la ciencia como un gasto cada vez más superfluo. Mi posición es que la situación actual es crítica”.