El futuro de las telecomunicaciones

Estamos muy orgullosos del avance que hemos logrado en las telecomunicaciones a lo largo de estos 30 años en Chile: en la actualidad tenemos uno de los mejores servicios de Internet a nivel mundial.

Los avances los hemos materializado en mejoras continuas del medio de transporte como la Fibra Óptica, mejorando los algoritmos de comunicación (Redes de Paquetes) u optimizando las Redes (SDN-SDWAN).

Sin embargo, las anteriores tecnologías están siendo atacadas por brechas en la seguridad de la información, debido al aumento de la interconectividad a nivel mundial donde participan empresas y personas por igual.

Lo cierto es que, en un mundo globalizado, necesitamos conectividad, pero en forma asequible y, por supuesto, segura.

El entrelazamiento cuántico y su “naturaleza extraña”

Todas las cuestiones anteriores me hacen pensar en cuál es el futuro de las telecomunicaciones sin los límites actuales, lo que me lleva a analizar el Premio Nobel de Física entregado en 2022 a Alain Aspect (Francia), John F. Clauser (Estados Unidos) y Anton Zeilinger (Austria) por sus innovadores experimentos en el área de la mecánica cuántica.

Creo firmemente que la respuesta recae en ese estudio y en sus consecuencias, y que las empresas de comunicaciones, que siempre han estado en la vanguardia de la tecnología, deben invertir en los resultados del entrelazamiento cuántico. 

Es decir, si se concretan estos esfuerzos significaría el “salto cuántico” de las comunicaciones.

¿Pero de qué se trata?… El entrelazamiento cuántico o “Entanglement” surge de la comunicación de partículas sin que exista un medio de comunicación y, algo que resulta extraordinario, en forma instantánea.

Schrödinger descubrió que las partículas podían mantenerse conectadas sin importar la distancia que las separe. Si dichas partículas interactuaron en el pasado, mantienen esta conexión, como si fuera un único sistema, aunque estén separadas en la actualidad (pasado, presente y futuro).

El entrelazamiento es una de las propiedades fundamentales y sorprendentes de la mecánica cuántica. Permite que dos partículas separadas, incluso a miles de kilómetros de distancia, estén conectadas de una forma que la física clásica no puede explicar. Así, la medición o información de una propiedad física en una de ellas determinará lo observable en la otra, sin que exista una conexión física. Que extraño se puede llegar a comportar la Naturaleza

Esta cualidad (la que va en contra de nuestra percepción natural de los fenómenos) llevó a Albert Einstein, Boris Podolski y Nathan Rosen (EPR) a cuestionar, en 1935, la validez de la mecánica cuántica como modelo físico para describir la naturaleza.

El físico irlandés, John Bell, formalizó la intuición de los EPR, mostrando que de su trabajo se extraía la incompatibilidad de la teoría de la mecánica cuántica con un modelo clásico de la naturaleza, llamado Modelo Local de Variables Ocultas.

La formalización de Bell, fundamental desde un punto de vista conceptual, es sorprendentemente sencilla desde un punto de vista matemático. Propuso un escenario donde dos personas, separadas en el espacio y cada una de ellas en posesión de una partícula, realizan mediciones sobre éstas.

John Bell demostró que, si se asume el Modelo Local de Variables Ocultas para explicar este experimento, las probabilidades anteriores deben cumplir ciertas desigualdades matemáticas, desde entonces llamadas Desigualdades de Bell.

Además, probó que, de acuerdo con los postulados de la mecánica cuántica, en el escenario anterior se podrían realizar ciertas mediciones sobre partículas que estén entrelazadas cuyas probabilidades asociadas no cumpliesen las desigualdades planteadas.

Se concluye, por lo tanto, que no es posible explicar determinadas probabilidades experimentales que predice la mecánica cuántica mediante un modelo local de variables ocultas.

Es, en este punto del Modelo Local de Variables Ocultas, donde efectuaron sus aportaciones los ganadores del Premio Nobel de Física 2022. John F. Clauser profundizó en las ideas de Bell, simplificando el escenario propuesto para adaptarlo a las capacidades experimentales de ese momento.

Entonces, llevó a cabo el primer experimento que confirmó la existencia de mediciones cuyas probabilidades asociadas no verificaban las desigualdades de Bell y que, por tanto, no eran explicables mediante un modelo clásico de la naturaleza.

Se confirmaba así que, más allá de los razonamientos teóricos, la naturaleza realmente se comporta de una forma extraña.

El futuro de las comunicaciones y la capacidad de imaginar mejoras

Las ideas que expuse abren las puertas a una nueva era de las telecomunicaciones en trasmisión, seguridad de la información, computación y criptografía.

Uno de los fenómenos más sorprendentes y, de hecho, muy presente en muchas de las aplicaciones de estas nuevas tecnologías, es la capacidad de transmitir toda la información de una partícula física a otra donde la distancia no existe, enviando solamente unos pocos bits de información clásica.

Lo anterior significa que se puede enviar información sin que exista un medio involucrado, y de forma instantánea. Este fenómeno se denomina Teleportación Cuántica y el tercer galardonado con el Nobel, Anton Zeilinger, fue el primero en probar su existencia en 2012, mediante un experimento que transfería la información entre dos partículas separadas en una distancia de 143 kilómetros.

Cuando comencé mis estudios sin saber mucho de telecomunicaciones, no comprendía por qué algunos de mis profesores me decían que mis ideas de iluminar con LED, o proponer un escenario en donde los televisores serían un simple cuadro que colgaríamos en la pared, era algo irreal y absurdo.

Me trataban de tonto, porque ellos no entendían como solucionar el tamaño de los trasformadores, la eliminación del tubo de rayos catódicos, la luminosidad de los diodos o el efecto foto eléctrico que le dio un Premio Nobel a Einstein.

No obstante, incurrieron en un error al limitarse a contemplar únicamente lo existente, sin considerar las posibilidades futuras y las ideas que podrían llevar a un mundo tecnológicamente superior. Se enfocaron exclusivamente en identificar problemas, pasando por alto la capacidad inherente del tiempo para impulsar la innovación. No tuvieron en cuenta las herramientas que el futuro nos proporciona, la contribución de nuevas mentes brillantes, las mejores ideas y perspectivas, e incluso, me permito agregar, el poder transformador de los sueños.

En última instancia, la verdadera esencia de la mejora radica en enfrentar los desafíos difíciles; de lo contrario, nos relegaremos a ser seguidores en lugar de convertirnos en una potencia.

Es imperativo proporcionar a nuestra juventud las herramientas necesarias para perseguir sus sueños y aspiraciones, sin limitarse únicamente al resultado final. El simple acto de soñar ya constituye un logro significativo que impulsa a la humanidad a seguir avanzando. Más allá del dinero, una idea valiosa es el tesoro más preciado que podemos alcanzar.

El entrelazamiento cuántico, a mi parecer, será el futuro de las comunicaciones, la seguridad y la computación.

El Objetivo Real de este Artículo

Quiero señalar que, en este mundo de “Tendencias Pasajeras”, que en ocasiones no comparto, las palabras más recurrentes en los últimos años han sido “prende del micrófono”. Sin embargo, reflexiono sobre el hecho de que, si ciertas palabras han perdurado durante 2.500 años, es crucial tomarlas en serio y no olvidarlas: “Yo no te puedo enseñar nada, solo te puedo hacer pensar” (Sócrates).