´La realidad sólo existe cuando tienes conciencia de ella´, Ignacio Cirac

entrevista a Ignacio Cirac; es nuestro científico estrella y uno de los más reconocidos internacionalmente en computación cuántica y sus aplicaciones. Nació en Manresa y dirige el organismo más prestigioso del mundo de su especialidad, el instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en Munich, y la cátedra que lleva su nombre, cátedra Ignacio Cirac-Caixa Manresa. Su ciencia está abierta a todas las opciones. Pero sólo elige cuando las verifica.
Ima Sancho, magazine, 18-XI-07.

Amable, tímido, y con la capacidad de hacer comprensible lo difícil, extraña cualidad en un físico cuántico; es nuestro científico estrella y uno de los más reconocidos internacionalmente en computación cuántica y sus aplicaciones. Nació en Manresa, su madre era profesora de matemáticas en un instituto y su padre, de griego. Dirige el organismo más prestigioso del mundo de su especialidad, el instituto Max Planck de Óptica Cuántica, en Munich, (Alemania) del que es miembro desde los 31 años. Ahora, a sus 42 años, vuelve a casa para dirigir la cátedra que lleva su nombre, cátedra Ignacio Cirac-Caixa Manresa, que pretende potenciar proyectos de investigación de primera fila mundial relacionados con la información cuántica, y que dirigirá simultáneamente y creando sinergias con su trabajo de investigación en el instituto Max Planck. 

¿Qué leyes rigen en su mundo?
Las leyes de la física cuántica, que son muy sorprendentes. El siglo pasado hubo dos revoluciones elementales, la de la física cuántica, que nos explica las leyes que rigen en el mundo de lo pequeño, y la de la relatividad, que nos explica las que rigen en el mundo de las cosas grandes.

¿Coinciden?
De momento no sabemos cómo poner de acuerdo esas dos teorías.

Si lo pequeño está dentro de lo grande, deberían coincidir, ¿no?
Eso pensamos todos, y en los últimos cincuenta años hay muchos científicos buscando esa ley común. Durante muchos años hemos creído que había muchas leyes distintas: la ley de la electricidad, la del magnetismo, la de la gravedad, la de las interacciones nucleares… Con el tiempo nos hemos dado cuenta de que todas esas leyes son manifestaciones de una misma ley. La cuántica está de acuerdo con la ley del electromagnetismo, con las leyes nucleares…, pero no con la ley de la gravitación.

La que nos explica por qué las masas se atraen.
Exacto, y que es responsable de fenómenos como el movimiento de las galaxias, los agujeros negros… Pero parece obvio que, como en todos los otros casos, llegaremos a poner de acuerdo lo que por el momento parece no estarlo.

Uno de sus ídolos, Schrödinger, explicó con su teoría del gato una de las leyes más extrañas de la física cuántica, ¿es pura teoría?
Es pura práctica. Schrödinger y Planck plantearon las leyes de la física cuántica a principios del XX, y ahora las hemos comprobado en los laboratorios, así que no hay duda.

Un gato está vivo y muerto a la vez, sólo cuando yo lo observo se define su estado; una ley muy egocéntrica
Eso es lo que dice la física cuántica: La realidad que existe fuera de ti no está definida hasta que tú tienes conciencia de ella. De manera que las cosas no están vivas o muertas, ni aquí ni allí, sólo cuando las observas dan lugar a una realidad.

Lo entiendo filosóficamente pero no prácticamente. Si aquí hay un cadáver de mosca, hay un cadáver de mosca aunque yo no lo mire.
En el mundo de lo que se puede ver, el mundo macroscópico que tenemos hoy en día, estos fenómenos de vivo o muerto no sabemos cómo producirlos, pero en el mundo microscópico sí que podemos tener un átomo aquí y el mismo átomo allí, que esté en dos sitios a la vez y con una propiedad en un lugar, vivo por ejemplo, y muerto en otro lugar.

¿Y esa capacidad se pierde cuando cambias de escala?
Exacto, cuando vamos aumentando el tamaño del objeto esas dos vidas quedan definidas independientemente ya de mi observación, porque cualquier partícula que pase por ahí y tenga interacción con ese objeto definirá su estado, es como si la partícula también lo observase y así definiese su estado. Le contaré una pequeña analogía: en el mundo microscópico (el de los átomos, moléculas, fotones) es como si hubiese varios universos a la vez. Ocurre como en esas películas de ciencia ficción en las que el protagonista tiene varias vidas a la vez, en una de ellas tiene una rutina determinada, una esposa y unos hijos; y en otra es un informático solitario. Ambas vidas transcurren a la vez y en el mismo sitio.

¿Universos paralelos?
Exacto. El mismo átomo vive simultáneamente en universos paralelos. En uno se mueve a la izquierda, en otro a la derecha; en uno está vivo, en otro muerto y, por lo tanto, mientras esos universos sigan existiendo esta vivo y muerto a la vez, pero cuando yo lo observo escojo uno de esos universos y así queda definida la propiedad: si observo el vivo, estará vivo, si observo el muerto, estará muerto. El problema de esta analogía es cuando vas al mundo macroscópico y te preguntas por qué no hay personas vivas y muertas a la vez. Pero en el mundo microscópico podemos decir con rigor que esos universos existen al mismo tiempo, y si tú no tienes ninguna interacción con ese átomo, vive tranquilo en su estado indefinido de vivo y muerto a la vez.

Nosotros estamos construidos de esos átomos.
Sí, así llegamos a uno de los problemas más importantes de la física cuántica: cómo pasar de ese mundo microscópico cuyas propiedades están comprobadas en el laboratorio, al mundo macroscópico en el que vivimos, es decir, ¿dónde están nuestros universos?

¿…?
El siguiente paso es averiguar qué ocurre cuando juntas más y más átomos, más y más moléculas, ¿podemos ver estos universos en objetos más grandes?... Y esto es lo que intentamos hacer. Existen varias corrientes, algunos piensan que cuando vayamos hacia lo más grande, estos universos irán paulatinamente desapareciendo hasta que lleguemos al nivel macroscópico en el cual esos universos dejen de ser una realidad. Y hay otros científicos que dicen que no, que incluso nosotros mismos estamos viviendo en distintos universos. Pero hasta dentro de muchos años no se podrá demostrar experimentalmente, por lo tanto son especulaciones.

¿No le obsesiona la posibilidad de poder estar en varios sitios a la vez?
No, porque estando en este universo no tengo ni puedo tener contacto con los demás universos. A mí me gustan los temas conceptuales pero no llevarlos demasiados lejos. Si es posible pasar de un universo a otro son especulaciones que, hasta que no se puedan demostrar son interesantes pero no son opinables. Existen muchas posibilidades como ésa, pero lo que me gustaría es verificarlas.

Buscamos una gran ley a la vez que admitimos el azar en el mundo microscópico. ¿Un azar constreñido a una ley?
Cuando uno observa y elige uno de los universos alternativos de la partícula, ¿cómo se elige? Es completamente aleatorio, es el azar, a eso se refería Einstein cuando decía: “Dios no juega a los dados”, negaba que las propiedades de los objetos queden aleatoriamente definidas cuando las observamos, y eso que Einstein negaba es hoy una ley.

Toda esta información implica un cambio de paradigma.
Sí claro, hay un cambio fundamental de nuestra visión del mundo. La visión de los físicos cuánticos respecto al mundo es distinta a la de otra gente porque nosotros pensamos que las propiedades de los objetos no están definidas, y ésa es una visión muy poco realista. Y también pensamos que no existe una realidad independiente de nosotros sino que la vamos definiendo a medida que vamos viviendo.

¿A dónde nos puede llevar en el nivel de concepción de lo vivo?
Yo creo que no tiene ninguna consecuencia extraordinaria en cuanto a temas como la religión, pero sí en campos como la filosofía. De hecho, hasta hace pocos años estos temas despertaban más interés en los filósofos que en los físicos, porque los físicos no se lo creían, la mayoría negaba esos universos paralelos, hasta que hace 20 años fueron capaces de ver esos mundos microscópicos que demostraban que la naturaleza es así de extraña.

¿Usted se ha interesado por las connotaciones filosóficas?
Sí, pero no soy ningún experto. Lo que creo que rompe más esquemas respecto a la filosofía tradicional es esa idea comprobada de que no existe una realidad bien definida independiente de nosotros. Cuando yo estaba estudiando el doctorado y le contaba estas cosas a mi allegados, me decían: “De acuerdo, pero no se lo cuentes a nadie”. Pensaban que estaba loco.

Lo que me asombra es que todo eso que cuenta ocurre a escala microscópica dentro de nosotros.
Sí, eso es lo que pensamos. Pero tampoco sabemos cómo la suma de esos átomos dan lugar a la vida, porque si juntamos un átomo y otro átomo y otro átomo hasta configurar el cuerpo de un animal, eso no significa que este vivo. Y ya sabe que los átomos que nos forman, tal como dijo Einstein, pasan a formar parte de otros objetos o se transforman en energía.

Con lo cual por aquí pueden rondar átomos de Napoleón, de Jesucristo...
Sí, sí, claro. Insisto, la naturaleza es sorprendente. Otra de las leyes de la física cuántica, por ejemplo, nos dice que una partícula puede pasar por dos agujeros a la vez, dos agujeros que pueden estar en cualquier sitio.

Es pasmoso.
Por eso me dediqué a este tema, pero ya no me llama la atención porque vivo con ello. Otra ley extraordinaria nos dice que dos objetos que están en sitios distintos pueden comunicarse, tener una especie de telepatía. Si yo en un objeto (átomo o partícula) hago algo y pasa algo, el otro objeto estando a la distancia que sea y sin que haya ningún tipo de comunicación entre ellos, hace lo mismo.

El universo está formado por átomos, si yo cojo un átomo y le hago dar vueltas, ¿todos los demás darán vueltas?
No, ocurre con los que has preparado, los que has presentado por decirlo de alguna forma, los que ya se conocen. A partir de ahí, usted se lleva uno y yo me quedo con otro, esos son los que se comportarán igual.

¿Todo está interrelacionado, todo se comunica?
Sí, lo que pasa es que excepto este tipo de comunicación del que he hablado, las cosas se comunican localmente, es decir, los átomos que están alrededor de mí chocan conmigo y luego con usted, y esa es una forma de mantener una comunicación de la que nosotros no nos enteramos, pero no chocan con los que están en China.

También ha investigado usted otros estados de la materia.
Así es, existen más estados de la materia, desde plasmas que aparecen en algunos objetos estelares y otros que llamamos condensado de Bose y Einstein. Estos dos señores, hace 80 años, predijeron que a muy bajas temperaturas los átomos que estaban en estado gas se comportarían de una manera muy extraña. Hace diez años se verificó en laboratorio y se obtuvo ese nuevo estado de la materia.

¿Y en qué consiste, cómo se lo explicaría a su hijo de 14 años?
Le diría que de repente a una muy baja temperatura, cuando enfrías más y más esos átomos, empiezan todos ha hacer lo mismo, si uno se mueve hacia la derecha le siguen los demás, si lo hace hacia la izquierda, también. Es como si desfilaran todos a la vez y como si supieran lo que va a hacer el que tienen al lado. Eso da como resultado un estado que no es ni líquido, ni gaseoso, ni sólido; es una especie de estado entre líquido y gas, que puede fluir como un líquido y por otro lado es tan diluido como el gas. Si uno abre un grifo, el agua empieza a dar vueltas y al cabo de cierto tiempo cae. Pues bien, estos átomos empiezan a dar vueltas y no caen, pueden dar vueltas y vueltas sin gastar energía. Se trata de comportamientos inesperados de las partículas subatómicas que hoy empezamos a comprender.

Otra de sus investigaciones es la teletransportación a escala atómica.
Sí, he desarrollado esta investigación conjuntamente con físicos daneses. Conseguimos que las propiedades físicas de un grupo de fotones ubicados en un sitio desaparezcan y aparezcan en un conjunto de átomos. Eso es lo que se llama teletransporte cuántico, que no es lo mismo que vemos en Star Trek, es decir que la materia desaparece de un sitio y aparece en otro, nosotros teletransportamos las propiedades.

Pero la vida es una propiedad de la materia.
Sí. ¿Se puede transportar la vida de un objeto vivo a un objeto muerto? ¿Qué desaparezca de uno y aparezca en el otro?

Frankenstein.
… Bueno, pues la física cuántica de momento no lo niega, si pudiéramos extender al mundo macroscópico todas estas investigaciones del mundo microscópico, a lo mejor es posible, aunque hoy no lo es técnicamente, entre otras cosas por caro.

¿Qué piensa investigar en la flamante cátedra Ignacio Cirac de Manresa?
Uno de los temas más importantes de nuestra investigación es intentar aplicar todos esos fenómenos extraordinarios del mundo microscópico a un ordenador capaz de cálculos extraordinarios que no pueden hacer los ordenadores actuales. Si los unos están en tres sitios a la vez, los ceros cambian de sitio y se desdoblan, y se hacen sumas en paralelo…

¿Un ordenador cuántico tardaría un minuto en hacer lo que el mejor ordenador actual tardaría cien años?
O más: frente al ordenador más potente del mundo, que tardase millones de años en hacer un cálculo muy complejo, un ordenador cuántico seguiría tardando un segundo, porque está utilizando el hecho de que hay muchos universos, está haciendo distintos cálculos en todos esos universos a la vez, y sabemos cómo juntarlos para hacer que la potencia de cálculo sea infinitamente más grande.

¿Es una realidad?
Una realidad en estado embrionario.

¿Qué ocurriría en la vida con esas posibilidades?
Hay problemas cotidianos que requieren muchos cálculos, como la predicción del tiempo, o cuando se quiere estudiar el tráfico o por qué los peces migran de un sitio a otro. Podríamos hacer cálculos y descripciones de objetos y fenómenos que hoy día no podemos descubrir por la dificultad de esos cálculos.

A la pregunta de a qué conclusión científica fundamental había llegado, Stephen Hawking, contestó que todo es posible.
Mi conclusión sería que sabemos muy poco, poquísimo. Incluso aunque conociésemos todas las leyes, nunca podríamos estar seguros de que las conocemos.

¿Cuál es el peor prejuicio a la hora de investigar el mundo?
Creo que los científicos nos vamos creando los prejuicios. Según nos vamos haciendo mayores y hemos aprendido más cosas, intentamos  utilizar lo que conocemos para explicarlo todo; mientras que los jóvenes todavía no están expuestos a tanto prejuicio y, normalmente, tienen mas originalidad.
¿Qué le llevó a usted a tener esa capacidad de apertura mental?
Para ser un físico cuántico tienes que ser un buen estudiante y tener suerte, estar en el lugar adecuado en el momento adecuado. Cuando empezó a surgir todo este tema de la información cuántica yo estaba en Estados Unidos expuesto a todo eso.

Ahora, en los trabajos de investigación punteros, se mezclan distintas disciplinas.
Sí, de hecho la investigación actual en muy distinta a la de hace cien años. Hoy los investigadores estamos en contacto directo, es algo mucho más colectivo. Y hay campos, como en el que yo trabajo, que requieren agrupar muchas disciplinas. Nosotros trabajamos en aplicar la física cuántica a la informática, de manera que ya tenemos dos disciplinas. También hay que dominar el mundo microscópico, necesitamos físicos atómicos y químicos; y para poder formular toda esa complejidad necesitamos matemáticos.

Permítame ir más allá de la física: ese fenómeno de que el observador cambia lo observado tiene mucho que ver con la consciencia.
Observar quiere decir ser consciente de lo que veo, así que es la consciencia la que va definiendo esas propiedades de los objetos. De ahí podemos pasar a un tema que roza lo filosófico: qué quiere decir observar, que llegue luz a tu ojo, o tiene que pasar del ojo al nervio, o tiene que llegar al cerebro… ¿Cuándo se produce esa observación? Se produce cuando eres consciente de ella. Ese es otro campo de investigación, el estudio del cerebro y de la consciencia, a los que les interesa mucho lo que tiene que decir la física cuántica.

Si la observación cambia las actitudes, ¿el libre albedrío se amplía o se restringe?
Ese es otro gran tema del que no tenemos respuesta.

¿Las partículas elementales son inmortales?
Sí, pero se pueden destruir fusionándose y dando origen a otra cosas. Todo está compuesto de las mismas partículas elementales.
 
¿Entonces, las partículas elementales son Dios?
No lo sé. Si hubo un principio parece que de algún sitio tuvo que salir, pero también puede que no haya ningún principio, que el tiempo sea algo periódico que va dando vueltas.

¿Vive usted en la indefinición?
Si tomas una opción y te la crees, puede que no sea cierta. Hasta que no puedo verificar que una es cierta, prefiero no abandonar ninguna.