Cuántica

Escrito por José Ignacio Latorre y publicado por Editorial Ariel en 2017.

Para no variar, al autor no lo conocía de nada, pero es catedrático de física teórica en la Universidad de Barcelona y a mi eso, para hablar de física cuántica, me basta.

Es un libro escrito de una forma muy original y muy sencilla, sin ninguna complicación matemática salvo quizá en uno de los apéndices finales (ya con la historia principal del libro terminada) y que por lo tanto es de muy fácil lectura. Además, cada capítulo está dividido en subsecciones muy cortas, con lo cual se puede ir leyendo a trozos, aunque en mi caso me lo he leído en dos tardes (literalmente).

La idea básica del libro es darnos unas nociones generales de lo que se entiende por mecánica cuántica, lo que la diferencia de la mecánica tradicional, un poco de su historia, de lo que se está haciendo hoy en día basándose en sus principios (y lo que se ha hecho ya) y lo que se puede llegar a hacer.

Da tres postulados sobre la mecánica cuántica que creo que merece la pena reproducir, por si alguien finalmente no se anima a leer el libro:

• Postulado I: describimos la información del sistema con la función de onda.
• Postulado II: los observables de la naturaleza son operadores sobre la función de onda.
• Postulado III: al medir un operador sobre la función de onda, hallamos un resultado probabilístico y cambiamos el estado del sistema.

Hace especial hincapié en la computación cuántica y en la criptografía clásica y la cuántica, pero habla además de muchos conceptos, como la entropía de Shannon, el algoritmo de Shor, la posibilidad de crear puertas lógicas con anyones, en fin, conceptos complejos pero bien explicados (sin matemáticas, aunque mencione en algún momento los espacios de Hilbert). Pero al margen de que los temas son complejos, los explica de forma muy amena, como cuando dice: "El gato de Schrödinger no está vivo y muerto a la vez, como a veces se lee en textos divulgativos. El gato no es lo que representamos en mecánica cuántica. Lo que describimos es la información sobre el gato".

Por resumir, un libro de 152 páginas más dos apéndices que se leen de forma muy fácil y agradable. Merece la pena echarle un ojo, que además se lee muy rápido y si a alguien no termina de gustarle, en dos tardes lo ha terminado (aunque a mi me ha parecido curioso).

Como siempre, copio un trocito:

"Nos encontramos en los primeros estadios de la construcción de ordenadores cuánticos. Manipulamos ya decenas de átomos bajo estricto control cuántico. Se han realizado ya numerosas pruebas de concepto, que implican el control detallado de un par de decenas de qubits. Para romper los códigos criptográficos, necesitamos miles de átomos bajo control estricto. Se podría decir que estamos lejos de tener una tecnología robusta. Pero es cierto que el desarrollo reciente ha sido mucho más rápido de lo esperado.

Es previsible que el desarrollo de ordenadores cuánticos le parezca lento al mundo empresarial y al político, siguiendo los tiempos del progreso científico riguroso. Pero también es muy posible que el progreso sea vertiginoso y haga rápidamente obsoletos estos comentarios".

Clasificación:

Facilidad de lectura: 1

Opinión: 3-4 (muy bueno como divulgación sencilla).

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