En 2025, Año Internacional de la Ciencia Cuántica, se destaca la importancia de distinguir tecnologías realmente cuánticas, basadas en superposición, entrelazamiento u operadores cuánticos, de usos indebidos del término. La segunda revolución cuántica impulsa avances en computación, comunicaciones y sensores, y exige estandarización y claridad para evitar confusiones y fraudes en el mercado.
Este año 2025 ha sido designado como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (también denominado IYQ 2025) por la UNESCO y, como tal, representa una oportunidad única para arrojar luz sobre un campo de la física que es a la vez fascinante y desconcertante, además de ofrecer enormes promesas para el futuro en términos de importantes avances en diversas aplicaciones.
Las celebraciones han comenzado en todo el mundo, con el evento inaugural celebrado en París en febrero. El motivo es que este año marca los 100 años de la formulación de la mecánica cuántica, tanto en términos de la mecánica matricial por los pioneros Born, Heisenberg y Jordan como en términos de la mecánica ondulatoria de Schrödinger.
Como científicos, especialmente físicos y, en particular, físicos cuánticos, nos hemos encontrado con frecuencia con un uso indebido del término «cuántico». Hemos visto un modelo de coche, un proyector de diapositivas, un cartucho de tinta o incluso un salón de uñas con la palabra «cuántico» utilizada en la designación de algún producto industrial. No hace falta decir que estos ejemplos no tienen nada que ver con la física cuántica, como definiremos más adelante. No obstante, es justo decir que «todo es cuántico» en el sentido de que el mundo clásico en el que vivimos, conduciendo este coche llamado «cuántico» o utilizando esta pastilla para lavavajillas etiquetada como «cuántica», es un caso particular del mundo cuántico, y que la física cuántica es una descripción más generalizada de la naturaleza que abarca fenómenos peculiares que no podemos explicar utilizando la física clásica. Sin embargo, no todo es cuántico en el sentido de que no todo requiere el formalismo de la mecánica cuántica para ser explicado.
Las dos revoluciones cuánticas
La primera revolución cuántica comenzó a principios del siglo XX y se desarrolló para explicar algunos problemas específicos, como la radiación del cuerpo negro, lo que llevó al físico alemán Max Planck a postular la idea de que la energía está cuantizada y no puede tomar cualquier valor. Esta primera revolución cuántica dio lugar a descubrimientos fundamentales e invenciones que dieron forma a la mecánica cuántica, la cual se utilizó para explicar fenómenos a escala atómica y subatómica. Los transistores, los láseres, las resonancias magnéticas y muchas otras aplicaciones se han desarrollado desde entonces.
Hoy en día, nos gusta hablar de la segunda revolución cuántica, donde se esperan aplicaciones que generarán posibles descubrimientos revolucionarios en computación, comunicaciones y redes, así como en sensores y metrología. Esta segunda revolución comenzó en la década de 1980, cuando científicos como los estadounidenses Richard Feynman y Peter Shor empezaron a preguntarse para qué podría ser útil la mecánica cuántica. Este fue el comienzo de la “información cuántica”, término que evolucionó hacia el denominado “procesamiento de información cuántica” a principios de la década de los 2000, antes de adquirir el estatus de “tecnologías cuánticas” a mediados de la década de 2010. La diferencia entre ambas revoluciones consiste en el hecho de que hoy en día el uso de la física cuántica ya está en el centro de varias aplicaciones tecnológicas.
¿Qué hace que una tecnología sea cuántica?
Por lo tanto, es justo preguntarse: ¿qué hace que una tecnología sea cuántica? Al fin y al cabo, lo que hace que una tecnología se pueda calificar como cuántica se reduce al hecho de que, o bien necesita utilizar el fenómeno contraintuitivo de la superposición cuántica o bien el de la “fantasmal” acción distancia -tal como la definió Einstein- que implica el entrelazamiento cuántico.
En los últimos años hemos visto la aparición de multitud de empresas que comienzan una actividad «cuántica» o que son creadas para desarrollar diversos productos en tecnologías cuánticas. Para que estas empresas sean etiquetadas como cuánticas, cualquiera que sea el producto que desarrollen, deben de hacer uso en sus tecnologías de la superposición de dos estados cuánticos o del entrelazamiento entre dos sistemas, o bien de una combinación de ambos. Si el producto de la empresa no necesita ninguno de estos dos fenómenos fundamentales para funcionar, entonces no puede ser etiquetado como «cuántico».
Se podría extender estas dos propiedades con una tercera, que es la siguiente: ¿se necesita un operador de creación o aniquilación para describir el fenómeno utilizado en cierta aplicación? De hecho, los operadores de creación y aniquilación se utilizan para describir cómo se puede crear un fotón o un electrón de la «nada», lo que claramente no es una visión clásica de la física. Se trata más bien de una descripción de cómo un sistema, ya presente y existente, evoluciona en el tiempo y el espacio. Como ejemplo, un solo fotón que aparece por emisión espontánea no puede existir como tal en un mundo clásico. Un operador de creación de fotones es, por lo tanto, una manifestación de la física cuántica. El láser es un buen ejemplo de un sistema que requiere de la comprensión de la mecánica cuántica para operar, pero que no hace uso de ella para funcionar, por lo que no debería ser considerado como una tecnología “cuántica”.
Programas de financiación de lo “cuántico”
El uso indebido de «cuántico» hoy en día es un problema que encontramos principalmente en el sector privado, donde no existe el proceso de revisión por pares que existe en la academia. En los últimos años, dado que las tecnologías cuánticas se consideran fundamentales para el futuro, se han lanzado diversos programas e iniciativas a nivel nacional en todo el mundo en el ámbito «cuántico» y, con ellos, una financiación significativa destinada a instituciones públicas y al impulso o codesarrollo de instituciones privadas. Por lo tanto, es importante tener bien claro qué se puede considerar «cuántico de la segunda revolución» y qué es «cuántico de la primera revolución».
Los fondos privados, las agencias empresariales y los inversionistas de capital riesgo también quieren su parte del pastel invirtiendo significativamente en estas tecnologías disruptivas. Pero, mientras tanto, algunas empresas (bien se trate de start-ups o de compañías ya establecidas) se aprovechan de la ola cuántica para captar parte de este dinero aprovechando la ambigüedad del término. Por ejemplo, si una empresa vende un biosensor utilizando nanocristales de semiconductores y afirma que su producto es «cuántico», mantendría a los inversores potenciales en una zona confusa. De hecho, el uso de nanopartículas en esta tecnología en particular, cuando solo hay una fuerte interacción luz-materia, no la convierte en cuántica y, por lo tanto, en realidad los inversores serían engañados.
Necesidad de colaboración internacional para la estandarización
A medida que las tecnologías cuánticas han pasado cada vez más de la investigación a la comercialización en el mundo real, la demanda de estandarización ha crecido de manera urgente. Esta iniciativa abarca múltiples campos, como la computación cuántica, la metrología y la comunicación, junto con las tecnologías esenciales que las respaldan. Los gobiernos nacionales han desempeñado un papel clave en la regulación de los esfuerzos de estandarización mediante el establecimiento de marcos y la financiación de la investigación para garantizar la interoperabilidad y la seguridad.
Actualmente, se están desarrollando normas para la estandarización en computación y en comunicación cuántica, mientras que otras tecnologías cuánticas siguen en su fase de preestandarización. Sin embargo, la colaboración entre organizaciones internacionales sigue siendo limitada, aunque dicha cooperación sería altamente beneficiosa para garantizar la interoperabilidad, la seguridad y las consideraciones éticas en los avances cuánticos.
Referencia
Couteau, C., Lazić, S. How to define quantum technology. Nat Rev Phys 7, 234–235 (2025). https://doi.org/10.1038/s42254-025-00827-3
Autores del artículo divulgativo:
Snezana Lazic
Departamento de Física de Materiales
Instituto Universitario de Ciencia de Materiales “Nicolás Cabrera” (INC) y Centro de Investigación de Física de la Materia Condensada (IFIMAC)
Universidad Autónoma de Madrid (UAM)
Christophe COUTEAU
Laboratorio de Luz, Nanomateriales y Nanotecnologías – L2n
Universidad de Tecnología de Troyes (UTT) y CNRS UMR 7076 (Francia)
Fuente: Scientias
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