2025: año internacional de la ciencia y la tecnología cuántica 

¡Bienvenido al 2025, el año de la ciencia y la tecnología cuántica! 

La Asamblea General de Naciones Unidas declaró el 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y Tecnología Cuántica, ante el creciente impacto que ambas han tenido en nuestra vida diaria y cuyas posibles aplicaciones pueden conducir a soluciones para los problemas actuales, relacionados con la salud, el cambio climático, las comunicaciones, el agua y la energía. 

En el 2025, celebramos 100 años de esta ciencia, que nos abre las puertas a un futuro lleno de posibilidades, para entender mejor su impacto. Revisemos sus orígenes y los descubrimientos clave. 

Orígenes de la mecánica cuántica: un mundo subatómico 

A principios del siglo XX, la física clásica, la que explicaba el movimiento de los planetas y el funcionamiento de las máquinas, se topó con el mundo subatómico, donde los fenómenos se volvían extraños. Imagina la sorpresa de los científicos al descubrir que las leyes que conocían no funcionaban en este mundo diminuto. Ante estos fenómenos, se desarrolló una serie de postulados para describir el comportamiento del mundo subatómico. 

Max Planck propuso que la energía no se emite de forma continua, sino en paquetes llamados cuantos, como si la luz estuviera compuesta por diminutas partículas de energía. Posteriormente, Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico, es decir, la emisión de electrones por un material al incidir luz sobre él, basado en la idea de los cuantos de luz, que luego se llamarían fotones. Gracias a este descubrimiento tenemos paneles solares. 

Niels Bohr propuso un modelo del átomo donde los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas definidas y sólo pueden saltar entre estas órbitas absorbiendo o emitiendo energía en forma de cuantos. Estos descubrimientos fueron el comienzo de una revolución científica que continúa hasta nuestros días y permea en nuestra vida diaria. 

La tecnología cuántica en nuestra vida diaria 

Aunque no siempre es evidente, la mecánica cuántica lleva presente en nuestra vida cotidiana desde hace décadas, como los láseres que usan los reproductores de CD y que funcionan con la emisión estimulada de radiación haciendo uso de la coherencia y direccionalidad. También podemos encontrarla en el desarrollo de transistores, que se basan en las propiedades cuánticas de los semiconductores. Sin estos dispositivos, no tendríamos computadoras, teléfonos inteligentes, ni habría sido posible usar la conductividad de la fibra óptica para proveer internet alrededor del mundo. 

El desarrollo de los LED, presentes en las pantallas y en la iluminación, fue posible por la recombinación de electrones y huecos en materiales semiconductores, un proceso que se rige también por la mecánica cuántica. Técnicas como la resonancia magnética nuclear utiliza las propiedades cuánticas de los núcleos atómicos para obtener imágenes detalladas del interior del cuerpo humano. Los relojes de alta precisión se basan en la frecuencia de transiciones electrónicas en átomos para medir el tiempo y la ubicación. Estos relojes son esenciales para la navegación GPS. 

El futuro cuántico 

La ciencia y la tecnología cuánticas están en constante evolución, y se espera que en las próximas décadas den lugar a innovaciones revolucionarias en áreas como la medicina, el desarrollo de materiales y la inteligencia artificial. El uso de computadoras cuánticas puede resolver problemas que están fuera del alcance de las computadoras clásicas, esto marcaría un hito en el desarrollo de la computación y abriría un nuevo capítulo en la informática. Los sistemas cuánticos permitirían simular el comportamiento de moléculas y materiales, lo que podría acelerar el descubrimiento de nuevos fármacos y materiales con propiedades específicas. 

Otro campo que podría beneficiarse es la terapia genética, que utiliza genes para tratar o prevenir enfermedades en lugar de usar medicamentos o cirugía. La terapia genética apunta a corregir el problema subyacente en el código genético del paciente. La computación cuántica podría acelerar el desarrollo de la terapia genética al permitir simulaciones más rápidas y precisas de las interacciones entre genes, proteínas y fármacos. Esto podría ayudar a los científicos a diseñar terapias más efectivas y personalizadas. 

Sensores cuánticos 

Estos dispositivos aprovechan fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento, ofrecen una sensibilidad y precisión única, son capaces de detectar cambios mínimos de temperatura, composición atmosférica y del nivel del mar. 

Estos sensores podrían desempeñar un papel clave en la lucha contra el cambio climático al proporcionar datos precisos en tiempo real sobre los gases de efecto invernadero, la temperatura y la predicación de eventos climáticos extremos como huracanes, sequias e inundaciones, así como las tormentas geomagnéticas que podrían afectar las telecomunicaciones a nivel mundial. 

La ciencia y la tecnología cuántica se perfilan como una fuerza impulsora de progreso y desarrollo en el siglo XXI. Las tecnologías emergentes prometen revolucionar la forma en que vivimos, trabajamos e interactuamos con el mundo que nos rodea. 

El 2025 es una oportunidad para que la comunidad científica, los líderes políticos y el público en general se unan para celebrar los avances de la ciencia cuántica, promover la investigación y el desarrollo de la nueva industria cuántica y asegurar que los beneficios de la revolución cuántica se compartan de manera equitativa y sostenible.