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Abril 15, 2019

Cómo afecta nuestras vidas la Física Cuántica

El futuro será cuántico o no será. Y el mañana que nos espera es apasionante. 

El futuro será cuántico o no será. Y el mañana que nos espera es apasionante. La cuántica nos permitirá hacer lo que hasta ahora sólo podíamos soñar. Eso sostiene José Ignacio Latorre, catedrático de Física Teórica en la Universidad de Barcelona, director del Centro de Ciencias de Benasque Pedro Pascual y uno de los físicos españoles más reconocidos internacionalmente en el campo de la física cuántica.

Ha pasado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), por la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), por el Niels Bohr Institute y ha visto su trabajo galardonado con varios premios.

Acá les compartimos una entrevista realizada por BBC Mundo*:

Reconozco mi ignorancia: ¿qué es eso de la física cuántica?

Intentaré explicárselo muy sintéticamente. Cuando llegamos al mundo de lo más pequeño, al mundo de lo microscópico, las leyes que rigen ese mundo no son las mismas que las que vemos en nuestro día a día, son leyes más sutiles, más peculiares. Pero el hombre, muy poco a poco, durante el siglo XX y durante el siglo XXI ha logrado comprenderlas y actualmente estamos en la situación de empezar a explotarlas, a aprovecharlas.

Del mismo modo que las leyes del mundo grande, las leyes de la física clásica, las entendemos desde Newton y con ellas hacemos puentes, enviamos naves a donde haga falta y creamos máquinas que nos ayudan, ahora los humanos hemos llegado al control de la materia a nivel atómico.

Aún estamos en la infancia de la Física Cuántica, estamos empezando ahora a comprenderla a fondo.

Durante el siglo XX hemos llevado a cabo algunas aplicaciones prácticas y ahora en el siglo XXI estamos realizando lo que se llama "la segunda revolución cuántica".

¿Qué aplicaciones prácticas de la Física Cuántica se han realizado en el siglo XX?

Pues gracias a la mecánica cuántica a día de hoy tenemos todas nuestras comunicaciones, los láseres, la fibra óptica…

Tenemos en medicina la resonancia nuclear magnética que nos permite ver una foto del interior del cuerpo humano.

Y también todo el sistema GPS está basado en tener unos relojes atómicos en órbita en unos satélites que envían una señal con una precisión impresionante, que es la que nos permite saber en qué lugar de la Tierra estamos.

Por su parte, los ordenadores utilizan lo que se llama Física del Estado Sólido, que consiste en que cuando hay muchos átomos lo que les pasa a los electrones es que se mueven en capas de conducción, y eso también es mecánica cuántica.

Así que toda la informática, todos los chips, están basados en principios cuánticos.

Y a eso se suma que ahora viene una segunda revolución en la física cuántica…

¿Y qué aplicaciones prácticas espera que se consigan en esa segunda revolución cuántica?

La Unión Europea, no yo, ha establecido al respecto cuatro grandes pilares de progreso.

Una es la computación cuántica: hacer ordenadores que trabajen directamente con leyes cuánticas.

La segunda es la comunicación cuántica: establecer criptografía y comunicación segura cuántica.

La tercera es la simulación cuántica, que permite indagar los materiales, las moléculas…

Y la cuarta son sensores cuánticos, lo que nos permitirá medir con muchísima precisión, desde sensores de movimiento que para, por ejemplo, controlar las vibraciones del ala de un avión, a medidas de campos magnéticos increíblemente pequeñas.

¿Y en la medicina espera también avances?

Claro. La computación cuántica nos va a permitir una forma de calcular mucho más eficiente y potente, y ese es el salto que necesitamos para el diseño de medicamentos.

A día de hoy, los medicamentos los encontramos por prueba y error. Probamos principios activos y vemos si funcionan o no.

Pero los seres humanos no diseñamos esos principios activos, los encontramos. Encontramos la penicilina, no la diseñamos.

Pero si tuviéramos una capacidad de cálculo mucho más potente, podríamos diseñar medicamentos.

Así que algunas de las áreas que van a tener un impacto más potente desde la computación cuántica son la química, la bioquímica y sus aplicaciones.

Algunos colegas suyos me han comentado que los ordenadores cuánticos serán tan potentes que, analizando simplemente las fotos de una persona en redes sociales, podrán determinar si sufre o va a sufrir alguna enfermedad…

Eso ya lo podemos hacer hoy en día con las redes neuronales profundas. Todo lo que se refiere al reconocimiento de imágenes ha pegado un gran salto en los últimos diez años gracias al aprendizaje profundo de redes neuronales.

No hace falta un ordenador cuántico para eso.

El reconocimiento de imágenes requiere potencia de cálculo, pero no una potencia brutal, no la de un ordenador cuántico.

Y requiere también mejores algoritmos, y cuando los hemos alcanzado, ya funciona.

El ordenador cuántico resuelve problemas todavía más complicados que ese, pero a día de hoy aún no lo tenemos.

Tenemos algunos prototipos, nada más. Pero a medida que se vayan desarrollando podremos atacar problemas más serios.

La inteligencia artificial se desarrollará enormemente en los próximos años. ¿Podrá alcanzar e incluso superar a la inteligencia humana?

Ese es un gran y profundo debate.

La inteligencia a la que se refiere usted se llama inteligencia artificial general, y sería una inteligencia artificial indistinguible de la de un ser humano.

Eso no va a pasar en cinco años, pero obviamente va a pasar.

Hay mucha gente que afirma que no ocurrirá nunca, pero los que trabajamos en ello no tenemos ninguna duda de que ocurrirá, es sólo cuestión de tiempo, de ir avanzando.

Poco a poco, estamos delegando todas nuestras decisiones en inteligencia artificial.

Un ejemplo: la purificación del agua de Barcelona es un proceso que hasta hace dos años estaba controlado por humanos, pero ahora es una inteligencia artificial la que lo hace.

Y la computación cuántica servirá para crear inteligencias artificiales todavía más potentes.

Un estudio asegura que en el año 2050 habrá más relaciones de pareja robot-humano que humano-humano. ¿Usted cree que será así?

Bueno, una de las cosas que claramente se ven venir es que la gente mayor que está sola tendrá compañía artificial: habrá una voz amiga que les llamará y logrará mantener un diálogo con ellos. Eso es algo que está al caer.

En Barcelona hay estudios que dicen que hay 150.000 viudas que no pisan la calle.

Y la atención de esa gente la delegaremos en inteligencias artificiales. Nos moriremos de la mano de un robot.

¿Y también habrá relaciones de pareja entre humanos y robots? Si no me equivoco ya existe la tecnología para crear robots con aspecto humano, con voces humanas, lo que ocurre es que su precio aún es muy elevado.…

Sí, ya hay varias empresas que hacen robots humanoides. Pero, ¿ha oído usted hablar de la teoría del valle inquietante?

Según esa teoría, a medida que los robots humanoides son más realistas producen rechazo.

A la gente le encanta un robot como Wall-e, el de la película del mismo nombre, o los de Star Wars.

Pero cuando empiezan a tener facciones humanoides muy definidas y te empiezan a guiñar un ojo y cosas así, la gente se echa hacia atrás.

Por eso, la adopción de inteligencia artificial en forma de robot humanoide posiblemente tardará mucho.

Pero en forma de voz o de asistente será cada vez más común.

¿La Física Cuántica no roza con frecuencia la ciencia ficción? Estudia fenómenos que en muchas ocasiones parecen de fantasía…

Alguien decía que la ciencia avanzada es indistinguible de la magia. Es una frase genial.

El que alguien, gracias a un GPS, sepa por ejemplo tu localización exacta parece efectivamente magia.

Pero hay 24 satélites alrededor de la Tierra mandando señales con una gran precisión.

La ciencia, evidentemente, es la gran frontera.

Pero la ciencia ficción para mí es un género muy necesario, porque nos ayuda a pensar y a prepararnos para el futuro.

"2001: Odisea en el espacio", por ejemplo, es una gran película donde ya están las preguntas básicas sobre qué pasa si una inteligencia artificial es demasiado potente.

¿Si algún día logramos tele-transportarnos será gracias a la Física Cuántica?

Sí. La tele-transportación ya se ha hecho, se tele-transporta por ejemplo la información.

Tú tienes un átomo en un lugar de la Tierra en un cierto estado: está excitado, no está excitado, lo que sea.

Y se establece un protocolo para pasar esa información a otro átomo que está en otro lugar de la Tierra.

No se transporta el átomo, sólo la información. Y el protocolo que se usa para ello es un protocolo basado en ideas cuánticas como el entrelazamiento.

Bien: pues ahora mismo China ha puesto en órbita un satélite llamado Micius y ha logrado distribuir estados entrelazados a 7.000 kilómetros de distancia.

Se trata de un estado cuántico compartido en dos lugares de la Tierra y que permite la tele-transportación de información de un lugar a otro.

China, a una velocidad de vértigo, está avanzando y está superando en ciertas cosas a Europa y a América.

Ahora mismo hay una gran lucha geopolítica por el dominio de la computación y las comunicaciones cuánticas.

En esa gran guerra hay tres actores: Estados Unidos, China y Europa. Y claramente Europa está a la zaga.

¿Pero podrá haber tele-transportación de personas?

¿De seres macroscópicos? No. No, no, no.

Seguramente lo que le voy a preguntar le parezca un poco absurdo. La realidad, lo que captan nuestros sentidos, lo que tocamos, lo que vemos, lo que olemos, lo que saboreamos, ¿existe realmente?

Bueno, esa es una discusión filosófica muy profunda que arranca mucho antes que la mecánica cuántica y que trata de establecer si existen diferencias entre la realidad absoluta y lo que percibe el cerebro humano, si hay separación entre mundo exterior y la mente humana.

Ese es un debate que empieza ya con Descartes y que experimenta un vuelco cuando llega la mecánica cuántica.

La mecánica cuántica no entra en saber si existe una realidad, sólo nos dice que si medimos obtendremos tal resultado, nada más.

Pero sobre qué hay cuando no se mide, la mecánica cuántica no dice nada.

Es una ciencia mucho más humilde de lo que parece; humilde pero increíblemente potente. Esa es la paradoja.

Le pregunto no como físico cuántico, sino como José Ignacio Latorre. ¿Cree que existe una realidad?

Quiero creer que sí que hay una realidad.

Sostiene usted que en tres siglos no necesitaremos ni cuerpo. ¿Me lo explica?

Es que, ¿para qué queremos un cuerpo?

El razonamiento que sigo es el siguiente: casi todos nosotros completamos nuestro cuerpo, yo por ejemplo uso gafas, hay gente que lleva prótesis.

También completamos químicamente nuestro cuerpo: nos metemos medicamentos sin parar, alteramos nuestra química corporal para vivir más tiempo, para vivir mejor.

Y también aceptamos que podemos generar algo más divertido que la propia realidad: vamos al cine, leemos novelas…

Con todo eso nuestro cerebro está más contento que con la realidad, porque ir al cine es sustituir la realidad con una realidad inventada.

Poco a poco, a las personas que pierden un miembro les ponemos uno artificial, a las que no oyen bien las ponemos un buen audífono.

Es decir, que poco a poco vamos sustituyendo partes de nuestro cuerpo por otras que envían una señal equivalente al cerebro.

Porque quien manda es el cerebro. Todo nuestro cuerpo es un sirvo del cerebro, nada más.

Y, en ese camino, muy poquito a poco, yo creo que dentro de medio siglo, de un siglo, nuestros cuerpos serán cada vez más débiles, más sustituibles.

Y en ese escenario no es impensable que un día deje de haber cuerpos.

Pero debo decirle que no soy yo el que ha inventado todo esto, está escrito desde hace mucho tiempo.

Pero qué seremos, ¿sólo cerebro?

Bueno, así es en la película Matrix.

Pero entonces no nos podremos reproducir…

¿Y por qué la reproducción tiene que ser como ha sido hasta ahora? ¿Y por qué tiene que haber cerebros biológicos?

Pueden ser de sustrato de silicio, pueden ser todo información en otro formato. Podemos ser un eslabón en la evolución.

Igual que hay medusas, que hubo diplodocus, un día podrán decir que hubo seres humanos.

¿Eslabón de qué? ¿Qué vendrá después de nosotros?

La Teoría de la Singularidad establece que una máquina suficientemente potente capaz de mejorarse a sí misma entrará en una cadena imparable de mejoramiento y nos superará ampliamente.

¿Acabaremos entonces siendo inmortales? Si no hay cuerpo, no hay muerte…

Efectivamente. Ahí hay una discusión profundísima, y es que si llegamos a ser inmortales desaparece el tiempo.

El mundo cuántico que viene plantea numerosos problemas éticos. ¿Cuál es el más importante en su opinión?

El primer gran reto al que nos enfrentamos es la trazabilidad de los programas, saber quién los ha hecho, con qué criterios, entender quién y qué está detrás de la capacidad de decisión de las máquinas.

En ese sentido hay ideas muy interesantes, como que sea la propia inteligencia artificial la que defina su ética.

Esa idea me encanta: ya que los humanos somos tan malos con la ética, a lo mejor la inteligencia artificial es mejor.

Se trataría de recorrer la historia de la humanidad, buscar los buenos principios e insertarlos en una inteligencia artificial.

En lo que me queda de vida me temo que no lo veré, pero creo que a largo plazo sí ocurrirá.

*Este artículo es parte de la versión digital del Hay Festival Cartagena, un encuentro de escritores y pensadores que se realiza en esa ciudad colombiana entre el 31 de enero y el 3 de febrero de 2019

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