Ignacio Cirac: Computación Cuántica I

29 Sep Ignacio Cirac: Computación Cuántica I

Entrevista a Ignacio Cirac, Doctor en Física. Director del Instituto Max Planck de óptica cuántica en Garching, Baviera. Uno de los máximos expertos mundiales en computación cuántica. Finalista 2005 del Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica. Asesor científico y profesor visitante permanente en el ICFO –Instituto de Ciencias Fotónicas– de la Universitat Politècnica de Catalunya
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Ignacio Cirac

Ramon Bori> Cuéntanos un poco tu historia personal

Ignacio Cirac> Soy catalán, nací en Manresa, estuve nueve años viviendo por aquella zona. A los diez años me fui a Madrid, estudié física en la Universidad Complutense y después de hacer el doctorado me fui a Estados Unidos año y medio. Al mismo tiempo obtuve plaza de profesor titular en la Universidad de Castilla-La Mancha. Estuve allí hasta 1996. Durante todo este tiempo trabajé en áreas relacionadas con la física atómica, láseres, mecánica cuántica, enfriamiento de átomos.

Cuando estaba en Estados Unidos me encontré con el comienzo de la revolución de la información cuántica, la computación cuántica.

En 1996 salió en la Universidad de Innsbruck una plaza muy apetecible de catedrático. En aquella universidad está uno de los mejores grupos mundiales [de mi especialidad], la saqué y me quedé en Innsbruck hasta el año 2001. En el 2001 salió la plaza de director de un Instituto Max-Planck en Alemania (The Max-Planck-Institut für Quantenoptik), y desde entonces estoy allí.

Ramon Bori> Carrera fulgurante, a pesar de las dudas iniciales

Ignacio Cirac> Sí, al mismo tiempo que estudiaba físicas, hice tres años de ingeniería. En realidad, empecé de ingeniero aeronáutico, fui cinco días a clase y me pasé a físicas. Decían que lo importante era resolver problemas y más problemas. Lo importante era el número al final, no tanto entender los fenómenos.

Mis padres me decían, si haces físicas, no tienes el porvenir demasiado claro, así que a la vez estudiaba ingeniería. Cuando hacía el doctorado, ya vi que quería dedicarme a la física y dejé la ingeniería.


Ramon Bori> Y la computación cuántica ¿cómo empezó?

Ignacio Cirac> En los años ochenta, se empieza a hablar de ello de forma muy difusa. El cambio fuerte, cuando la gente se dio cuenta de que un ordenador cuántico podría cambiar la informática, fue en el año 1994. Cuando Peter Shor descubrió el algoritmo de factorización. Pero [en aquel momento] nadie sabía cómo construirlo, ni si sería posible conseguirlo.

Ramon Bori> Y tú, ¿cómo entras en esta historia?

Ignacio Cirac> Fue con Peter Zoller. Yo estaba trabajando en mecánica cuántica, y dijimos, «vamos a ver si podemos construir con los sistemas que tenemos actualmente un computador cuántico».

Eso fue en Estados Unidos, el profesor Zoller estaba en Colorado. Yo hacía el postdoc con él. Luego se volvió a Innsbruck, y yo me volví a Castilla-La Mancha. En 1994 fui a visitarle y llegamos a un acuerdo de cómo construirlo con iones.

La importancia primera fue que vimos que sí, podía ser posible. Sería muy difícil pero era posible. El segundo mensaje, la gente empezó a hacer experimentos y vio que las cosas funcionaban.

A partir de ahí, empezaron a surgir más sistemas. La gente empezó a decir, ¿qué pasa si lo hacemos con átomos? y ¿si lo hacemos con estados sólidos? O ¿con NMR (Nuclear Magnetic Resonance)? La contribución fundamental fue dar el primer sistema físico con el que era posible construirlo. Si tienes una serie de iones aislados –como en muchos experimentos–, cómo hacer que unos hablen con los otros, que puedan hacer puertas lógicas y que de esta forma se pueda desarrollar cualquier algoritmo cuántico.

Ramon Bori> ¿Qué les hace tan singulares de los ordenadores que hoy conocemos?

Ignacio Cirac> El ordenador cuántico cambia las reglas. Todos los avances hasta el momento –ADN, ópticos–se han basado en utilizar las mismas reglas de juego y hacerlas más rápidas. El ordenador cuántico está en otra liga.

Las leyes de la naturaleza son distintas, por lo tanto, podemos hacer cosas que son imposibles con las leyes que tenemos en el día a día. Estas leyes aparecen en el mundo microscópico. Son propiedades muy raras.

Ramon Bori> ¡Propiedades de la física cuántica!

Ignacio Cirac> Mucha gente no se creía estas leyes porque llevan a paradojas y conceptos muy extraños. Pero los experimentos han demostrado que la naturaleza es así. Estas leyes tan extrañas están basadas en principios como el de superposición y entrelazamiento. Lo que hacemos en computación cuántica es aprovechar estas leyes para hacer algoritmos más eficientes.

Ramon Bori> ¿Puedes resumir para no iniciados estos principios de mecánica cuántica para entrar poco a poco en el tema?

Ignacio Cirac> Tal vez lo fundamental de las leyes de la mecánica cuántica es que los objetos microscópicos, las propiedades de los objetos, no están definidas típicamente. Las cosas no son blancas ni negras, incluso no está definido –o sea, es blanco y negro a la vez– y sólo cuando las observas, cuando miras estos átomos, cuando les enfocas con luz y ves que es lo que sale, entonces quedan definidos.

Esto quiere decir que puedes tener un objeto que tiene dos propiedades a la vez o puedes tener muchos objetos que tienen todas las combinaciones de propiedades a la vez. Es lo que se llama paralelismo cuántico. Con un solo sistema de iones, por ejemplo, puedes hacer muchas cosas a la vez. Tienes todas estas propiedades no definidas, todas las combinaciones al hacerlo todo a la vez. Y esto es lo que da la potencia de los computadores cuánticos.