El mundo se confronta siempre con nuevos retos y problemas. La visión antropocéntrica del universo, durante siglos tan fuertemente arraigada en nuestra sociedad, empieza a chirriar en el momento en que se ven algunas de sus consecuencias. A la hora de escribir estas líneas, somos bien conscientes de algunos de los desafíos presentes: observamos ―asombrados― el cambio climático; tomamos conciencia de la destrucción de la biodiversidad, del sesgo de género, de la necesidad de asegurar agua potable para todo el mundo, del despilfarro energético, de la propagación de la desinformación… Y buscamos soluciones a nuestro alcance: sociales, económicas, filosóficas, tecnológicas, etc. Las soluciones tecnológicas se derivan de nuestros descubrimientos científicos y tienen como objetivo mejorar la calidad de vida de todo el mundo.

Por primera vez en la historia de la humanidad, somos capaces de manipular ―de manera bastante precisa― el mundo en el ámbito atómico, iniciando lo que denominamos la segunda revolución cuántica. La física cuántica no es una teoría nueva: se descubrió durante las primeras décadas del siglo XX y describe el comportamiento de los constituyentes del universo a escala atómica. Es una teoría fisicomatemática extremamente precisa a la hora de probar y predecir nuevos efectos, pero a menudo nos muestra que el funcionamiento de nuestro mundo no se corresponde con el conocimiento que adquirimos mediante la experiencia. Algunos conceptos básicos de la teoría tienen unas implicaciones fuertemente contra intuitivas desde una perspectiva de la vida cotidiana y de sus implicaciones cuando queremos interpretar qué es la realidad. No obstante, las predicciones que hace la física cuántica han estado siempre correctas a la hora de explicar cómo se comporta el mundo a escala atómica, y sus efectos más extraños han sido probados reiteradamente, manifestando una concordancia exquisita con las predicciones de la teoría.

No tan sólo eso: una parte del comportamiento del mundo a escala atómica que describe la cuántica ya hizo posible un avance tecnológico inmenso a mediados del siglo XX. Es lo que actualmente denominamos la primera revolución cuántica. Entre otras cosas, nos permitió la comprensión y la utilización de los materiales semiconductores y, por lo tanto, la aparición del transistor y de la electrónica en la forma en que los conocemos hoy. Otro producto de la primera revolución cuántica es el láser y todas sus aplicaciones. El transistor y el láser, esenciales para la electrónica y la fotónica, respectivamente, han hecho posible las tecnologías de la computación y de las comunicaciones, que están presentes por todas partes, y que definen lo que conocemos como sociedad digital: conectividad, internet global, robotización y la llamada inteligencia artificial son, en parte, elementos definitorios del mundo actual. La influencia de la cuántica también está presente en los aparatos de imagen avanzada y de diagnosis utilizados rutinariamente en los hospitales: la resonancia magnética, la tomografía avanzada (por ejemplo, los aparatos de resonancia magnética nuclear, RMN, y de tomografía por emisión de positrones, PET), el instrumental quirúrgico o algunas terapias para oncología son producto también de la utilización de técnicas derivadas de la primera revolución cuántica.

La segunda revolución cuántica

La posibilidad de manipular por primera vez los átomos a escala individual da lugar a lo que denominamos segunda revolución cuántica. Los átomos, si están bien aislados, pueden estar en superposiciones cuánticas ―estados que los representan aquí y allí a la vez―, como ilustra el famosísimo ejemplo del gato de Schrödinger. Además, somos capaces de hacer que dos átomos interaccionen entre ellos y se vuelvan correlacionados, aunque después estén separados. Es lo que se denomina el entrelazamiento cuántico, que tanto incomodaba a Einstein, y que da lugar a efectos tan sorprendentes como la teleportación de estados cuánticos (no de materia); la comunicación absolutamente privada, es decir, sin posibilidad de ser espiada/falseada, o la imposibilidad absoluta de copiar/clonar estados cuánticos, mientras que las cámaras de nuestros teléfonos copian cualquier imagen sin problema. Así pues, las propiedades intrínsecamente cuánticas del mundo a escala atómica hacen posible crear tecnologías que, de otra manera, serían imposibles. El ejemplo paradigmático es la computación cuántica, que en principio ―pero todavía no en la práctica― podrá realizar operaciones de cálculo irrealizables con ordenadores clásicos de cualquier potencia de cálculo imaginable.

Lo que es del todo seguro es que el mundo será muy diferente entonces y que, visto el carácter fundamental de los principios que rigen el funcionamiento de la naturaleza tal como hoy los conocemos, las futuras tecnologías que habrán emergido de la exploración del mundo cuántico contribuirán a transformarlo. ¿En qué grado y en qué ámbitos? ¿Qué impacto social tendrá el futuro internet cuántico? ¿Qué enfermedades podrán diagnosticar mejor los futuros sensores cuánticos? ¿Cuántos años se tardará en desarrollar un ordenador cuántico de propósito general realmente potente? Todas estas son preguntas que hoy nos empezamos a plantear.

En cualquier caso, la humanidad de los próximos decenios tendrá que abordar retos formidables en muchos ámbitos, tanto económicos como organizativos y sociales. Por ejemplo, hará falta desarrollar nuevos materiales con propiedades radicalmente nuevas y utilizar energías respetuosas con el planeta. El conocimiento más profundo descrito por la física cuántica, que ya empezamos a avistar en el ámbito de materiales, de procesos químicos y de cómo funciona el mundo a escala microscópica, tendría que aportar algunas de las soluciones.

Una reflexión orientada al futuro

En este monográfico de la Revista IDEES hemos recogido artículos que analizan varios ámbitos de la ciencia y de las tecnologías cuánticas, desde aspectos prácticos hasta implicaciones conceptuales y culturales, pasando por el estado de la cuestión en el mundo, con especial énfasis en la Unión Europea. Algunos de los artículos incluyen el despliegue de tecnologías de ciberseguridad, sensores para medicina y computación, y las implicaciones industriales de todo ello. El resto de textos aportan reflexiones filosóficas, históricas, artísticas y de gobernanza. Los autores de los artículos son expertos mundiales en sus ámbitos, hecho que garantiza el rigor y la estricta actualidad de sus contribuciones.

Agradecemos a los responsables de la Revista IDEES su visión al proponer la publicación de este número, y a las autoras y autores sus contribuciones. Invitamos a todo el mundo a disfrutar del resultado: a buen seguro que interesará y motivará estudios más profundizados.