La revolución cuántica

Escrito por Alberto Casas y publicado por Penguin Random House dentro de la colección Sine qua non en el 2022.

Efectivamente, no había oído hablar del autor, pero le eché un vistazo a la parte interior de la portada y viendo el resumen que hacen de su cv, no tuve más remedio que comprármelo y echarle un vistazo. Y tengo que decir que, en mi opinión, ha merecido la pena.

Es doctor en física teórica y profesor de investigación del CSIC, ha trabajado en el CERN, en la universidad de Oxford, en la de California.... en fin, que de física cuántica debe saber algo como para poder explicar un poco el asunto a los no profesionales.

Nos habla y nos explica (dentro de lo que se puede explicar sin entrar en matemáticas avanzadas) todos los tópicos de la mecánica cuántica: la superposición, el gato de Schrödinger, el principio de incertidumbre, el efecto túnel, el entrelazamiento cuántico, la teoría de los muchos mundos, la teleportación, los bits y los qbits, la criptografía y la computación cuánticas y además deja un último capítulo para hablar de los límites de la física cuántica.

El libro prácticamente comienza con la hipótesis de Planck de que la energía de la luz está cuantizada y a partir de ahí nos va explicando un poco todo lo que ocurrió después, pero no de forma cronológica, sino didáctica (para que no nos perdamos). Va dando detalles de todo y haciendo énfasis en algunas cosas como que los electrones no tienen una posición definida antes de realizar una medida (no es que la tuvieran y nosotros la ignorásemos, es que no la tenían). Y de ahí explica el experimento de la doble rendija de Thomas Young y la dualidad onda-corpúsculo, el principio de incertidumbre de Heisenberg (que en realidad es un teorema, es decir, una consecuencia matemática de los postulados de la teoría), el interferómetro Mach-Zehnder (y la elección retardada), el teorema de Bell (la desigualdad), la decoherencia (podemos decir que es la interacción de un sistema físico con el entorno, la cual tiene el efecto de degradar la superposición original pura convirtiéndola en una superposición caótica que en la práctica funciona como una mezcla estadística), y el tiempo de decoherencia (tan problemático a la hora de hablar de la computación cuántica), de lo que es una esfera de Bloch, del protocolo BB84 (en criptografía cuántica), del algoritmo de Grover y del de Shor, ...

También dedica un capítulo a las tecnologías cuánticas, para recordarnos que aunque no la entendamos bien, la usamos todos los días cuando vemos cosas como el laser (y comenta lo del espejo que dejaron los astronautas del Apolo 11 en la luna y que nos sirve para medir la distancia con ella mediante un laser), el diodo, el transistor, el GPS ...

En fin, un libro de sólo 333 páginas que se leen muy bien, excepto alguna parte en la que hay algún cero y algún uno (normal cuando se habla de computación), pero que está bien explicado también (salvo un cálculo en la pagina 188 que podría haber desarrollado un poco antes de dar la solución, aunque fuese en un apéndice). Por lo demás, un libro totalmente recomendable.

Como siempre. copio un trocito:

"Por supuesto, tanto los superordenadores como los ordenadores cuánticos son cada vez más potentes, pero esta carrera no pueden ganarla los ordenadores clásicos. Imaginemos que el proceso de miniaturización al que nos tiene acostumbrado la industria informática alcanza su límite físico, que sería almacenar un bit en cada átomo de silicio. El silicio es un elemento muy abundante, el segundo más abundante en la corteza terrestre (después del oxígeno), y representa el 20% de esta. Si consideramos la corteza terrestre hasta una profundidad de 20 kilómetros, resulta que hay unos 4 trillones de toneladas de silicio en ella, que contienen 4 septillones de átomos (un septillón es un 1 seguido de 42 ceros). Esos serían los bits almacenados por este superordenador supremo. Pues bien, esa capacidad de almacenamiento es igualada por un ordenador cuántico de 143 qbits. ¡No estamos tan lejos! Esta es la magia del crecimiento exponencial. Un ordenador de 273 qbits tendrá más memoria que átomos tiene el universo observable".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1-2

Opinión:4 

Los conejos de Schrödinger

 

Escrito por Colin Bruce y publicado por Biblioteca Buridán creo que en 2008 (el original es del 2004).

Al autor no lo conocía, pero echando un vistazo al libro, comprobé que era físico y que trabajaba como investigador para la ESA, con lo cual, podía merecer la pena echar un vistazo al libro.

El título ya deja claro de lo que va el libro, pero por si alguien está despistado, el subtítulo lo deja claro: "física cuántica y universos paralelos". Y cuando se habla de universos paralelos, obviamente, menciona a Hugh Everett III.

El libro, como ocurre muchas veces cuando se habla de mecánica cuántica, es "algo" denso de leer y no va a ser de los que recomiende leer de un tirón, ni en la playa con ruido de fondo. Hay que leerlo con tranquilidad, que tiene algunas partes con un poco de complejidad (aunque sin ninguna fórmula).

Nos hace una pequeña introducción al surgimiento de la mecánica cuántica, a la interpretación de Copenhague, a la localidad (que explica de forma muy simple como "las cosas se influyen mutuamente sólo cuando están muy cerca unas de otras"), al entrelazamiento, al colapso de la función de onda, a la decoherencia y a los términos habituales de la mecánica cuántica y explica lo que se entiende por la interpretación de los muchos mundos y ahí entra en lo que aporta y lo que soluciona ese punto de vista y los problemas que plantea. Pero además de lo que viene siendo habitual (pero no por ello sencillo de entender), también menciona otros conceptos, como lo que es el efecto Compton, el experimento Elizur-Vaidman, el algoritmo de Shor (para la descomposición en factores primos), la paradoja EPR, lo que son los espacios de Hilbert, vamos, conceptos que también aconsejan una lectura con calma.

Dedica los últimos capítulos a comentar las opiniones de otros físicos (algunos a favor de la interpretación de los universos paralelos y otros contrarios a ella), como Lev Vaidman, David Deutsch, Julian Barbour (y su libro "the end of time"), Murray Gell-Mann, James Hartle, Roger Penrose, Anton Zellinger, ..., con lo cual no actúa como un fanático de la teoría de los muchos mundos, sino como un científico, exponiendo los datos, aunque él se manifieste un defensor de la misma. Pero menciona muchos más nombres célebres, como Von Neumann (y su libro "Fundamentos matemáticos de la mecánica cuántica", que es todo un clásico, pero de nivel técnico), David Bohm (y su libro "La totalidad y el orden implicado", que tengo pendiente de leerme) y, por supuesto, "La guía del autoestopista galáctico" que también es un clásico, aunque de otro estilo.

Resumiendo, un libro de 273 páginas que hay que leer con calma y sosiego.

Como siempre, copio un trocito:

"Desde las primeras pruebas atómicas realizadas en la década de 1940, todo el acero producido en la Tierra ha resultado ligeramente contaminado por las partículas radioactivas presentes en al atmósfera, que inevitablemente acaban en los altos hornos debido a las enormes cantidades de aire necesarias para la combustión. Cuando los científicos necesitan acero totalmente libre de núcleos radioactivos, lo obtienen de una fuente sorprendente. Después de la Primera Guerra Mundial, la flota naval alemana fue hundida cerca de la bahía de Scapa Flow, en Escocia, el gigantesco puerto natural donde tenía habitualmente su base la flota británica, la British Gran Fleet. Cuando se necesita acero no radioactivo, los submarinistas se sumergen en las profundidades de la bahía y cortan trozos de acero de la época preatómica  de los barcos de guerra hundidos, que, afortunadamente, constituyen un inmenso depósito de esa clase de material."

Clasificación:

Facilidad de lectura: 3-4 (algunas partes son complejas)

Opinión: 3