Imagina que el universo es una gran función de teatro y que, durante siglos, dimos por hecho que conocíamos la obra completa y que cada actor sabe su papel de memoria antes de salir a escena, pase lo que pase entre bambalinas. Ese es el mundo que describe la física clásica. Pero cuando los científicos acercaron el telescopio a los actores más diminutos como los átomos, electrones y fotones, descubrieron que muchos de ellos improvisan su papel en el instante mismo en que son observados, y no antes. Esa es la física cuántica: el estudio de la naturaleza en sus escalas más pequeñas, donde las reglas del común dejan de aplicar.
Hay dos fenómenos importantes, el primero es la superposición: una partícula puede estar en varios lugares o estados a la vez, como una moneda que gira en el aire y que, mientras gira, no es cara ni sello, sino las dos cosas mezcladas; el segundo es el entrelazamiento cuántico: dos partículas pueden quedar conectadas de forma invisible, de modo que lo que le pasa a una afecta instantáneamente a la otra, sin importar cuánta distancia las separe, como si fueran dos marionetas movidas por el mismo hilo aunque estén en continentes distintos.
Esto puede sonar a ciencia ficción, pero los microchips del teléfono, los láseres de los lectores de código de barras y las máquinas de resonancia magnética de los hospitales existen gracias a estos principios cuánticos.
En la década de 1930, Albert Einstein dice que, para él, la física cuántica no estaba mal, pero sí incompleta: el universo tenía que ser lógico, predecible y local, con "Local" se refiere a que nada puede influir instantáneamente sobre un objeto lejano sin que una señal física viaje entre los dos puntos, como un mensajero que necesita tiempo para cruzar la distancia.
Pensemos en un ejemplo simple. Empacas un par de zapatos en dos cajas separadas: te quedas con una y le das la otra a un amigo, sin que ninguno mire dentro. Viajas a Japón y abres tu caja: encuentras el zapato izquierdo. En ese mismo instante ya sabes que la caja de tu amigo, esté donde esté, contiene el zapato derecho.
Para Einstein, aquí no había ningún misterio: el zapato era izquierdo desde el momento en que se guardó en la caja, mucho antes de que nadie mirara. Las cosas tienen propiedades fijas aunque nadie las haya observado todavía, y lo que haces en Japón no puede cambiar mágicamente el contenido de una caja al otro lado del planeta.
La física cuántica, en cambio, dice: hasta que no abres la caja, el zapato no es ni izquierdo ni derecho, sino una mezcla de ambos (superposición) y solo al abrirla, el zapato de tu amigo "se decide" a ser derecho, de manera instantánea.
La ciencia no avanza sumando verdades eternas, sino demoliendo lo que creíamos incuestionable. La física clásica, la de un universo lógico, predecible y local, donde un objeto solo está en un lugar a la vez y nada viaja más rápido que la luz, fue uno de los paradigmas más sólidos jamás construidos. Y aun así, cuando se puso a prueba, el dogma cayó.
Ahí está el pilar más importante del método científico: una teoría es solo filosofía hasta que un experimento la confirma o la derrumba. Abandonar un paradigma no es un fracaso: es el motor del progreso. Aceptar que las reglas clásicas no alcanzan para explicar la materia en todas sus escalas es lo que abre la puerta a tecnologías como la computación cuántica.
Por ejemplo, una computadora clásica procesa información como un lector que solo puede leer una palabra a la vez, en fila y en orden: cada bit vale 0 o 1, uno tras otro. Una computadora cuántica sustituye esas palabras sueltas por qubits, que gracias a la superposición y al entrelazamiento pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo, mantenerse interconectados entre sí y procesarse todos de manera simultánea es como si el lector pudiera leer todas las páginas del libro a la vez y, además, entender cómo se relacionan entre ellas. Esto le permite resolver en minutos problemas que a un supercomputador clásico le tomarían miles de años.
Medicinas más precisas: en lugar de probar fármacos por ensayo y error durante años, simulan el comportamiento exacto de millones de moléculas para diseñar posibles curas contra el cáncer en cuestión de horas.
Materiales revolucionarios: simulan la química de nuevos materiales a nivel atómico para desarrollar baterías de autos eléctricos que se carguen en un minuto o paneles solares que capturen el triple de energía.
Fertilizantes más limpios: permiten descifrar el proceso químico exacto que usan ciertas bacterias para fijar el nitrógeno, lo que podría llevar a fabricar fertilizantes sin gastar el 2 % de la energía mundial que hoy demanda este proceso.
Criptografía y seguridad: son capaces de romper los sistemas de seguridad que usan hoy los bancos, lo que obliga a usarlas también para construir un internet cuántico blindado.
Logística global: pueden calcular al mismo tiempo la ruta óptima de todos los aviones, barcos y camiones de reparto del planeta, reduciendo tiempos de espera y desperdicio de combustible.