Los caminos de la mecánica cuántica son inescrutables. Esta rama de la física es muy poco intuitiva, pero, a la vez, es apasionante, y actualmente está disfrutando una segunda juventud gracias al desarrollo de los ordenadores cuánticos.
Algunos de los científicos que investigan en esta área han demostrado no tener ningún reparo en recurrir a su imaginación si de esta forma pueden dar con una idea original. Y, por supuesto, esta estrategia es muy respetable. Sin embargo, lo que estamos a punto de contaros es lo más sorprendente que hemos descubierto en mucho tiempo.
¿Qué tienen que ver los tardígrados con la física cuántica? ¿O con los ordenadores cuánticos? Esto mismo nos hemos preguntado nosotros. A priori no tienen absolutamente nada que ver. No obstante, antes de seguir adelante merece la pena que nos detengamos un momento para recordar que un tardígrado es un ser vivo microscópico e invertebrado que suele sentirse a gusto en el musgo, los líquenes y los helechos.
Su peculiar fisonomía y su graciosa forma de desplazarse han provocado que sean conocidos como 'ositos de agua', pero nada de todo esto es lo que los hace especiales.
La razón por la que los tardígrados llevan varios años acaparando los titulares de los medios de comunicación, y con razones fundadas para hacerlo, es que son extraordinariamente resilientes. Su capacidad de sobrevivir a las condiciones más adversas imaginables ha sorprendido en muchas ocasiones a los científicos, pero, como estamos a punto de descubrir, estos 'animalitos' aún no han dicho su última palabra.
Y es que no solo son capaces de sobrevivir en el falso vacío del espacio y de soportar ciertas formas de radiación ionizante, temperaturas de entre -200 y 150 ºC, y hasta presiones cercanas a las 6000 atmósferas; también acaban de demostrar que son capaces de superar las condiciones del entrelazamiento cuántico. Ahí queda eso.
Un tardígrado no se deja intimidar; ni siquiera por un ordenador cuántico
Los investigadores que han ideado el experimento en el que estamos a punto de indagar forman parte de instituciones prestigiosas, como la Universidad de Oxford, la Universidad de Copenhague o la Universidad Tecnológica de Nanyang (Singapur), entre otros centros muy respetados. Esto nos predispone a acoger su propuesta con interés, por muy catártica que sea. Que lo es.
Y es que hace unas horas han publicado un artículo en el que explican que han llevado a cabo un experimento de entrelazamiento cuántico entre un tardígrado en estado de criptobiosis acoplado a un cúbit superconductor y un segundo cúbit. Lo sorprendente no es que dos cúbits superconductores estén entrelazados, sino que en este mecanismo esté involucrado un organismo vivo.
La criptobiosis es, a grandes rasgos, un estado de latencia adoptado por algunos seres vivos cuando las condiciones ambientales son extremadamente rigurosas. Su estrategia consiste en suspender todos los procesos metabólicos hasta que las condiciones a las que están expuestos les permiten reanudar su actividad metabólica normal. Por si esto no fuese ya lo suficientemente sorprendente algunos estudios científicos defienden que estos seres pueden permanecer durante siglos en este estado.
Por otro lado, el entrelazamiento cuántico no tiene un equivalente en la física clásica, y consiste en que el estado de los sistemas cuánticos involucrados, que pueden ser dos o más, es el mismo. Esto significa que estos objetos, en realidad, forman parte de un mismo sistema, incluso aunque estén separados físicamente. De hecho, la distancia no importa.
Este es el esquema que han incluido en su artículo los investigadores que han llevado a cabo este experimento. El pequeño tardígrado está colocado en el centro del sustrato, justo entre los cúbits superconductores A y B.
Si dos partículas, objetos o sistemas están entrelazados mediante este fenómeno cuántico, cuando midamos las propiedades físicas de uno de ellos estaremos condicionando instantáneamente las propiedades físicas del otro sistema con el que está entrelazado. Incluso aunque esté en la otra punta del Universo.
Suena a ciencia ficción, es verdad, pero por muy extraño y sorprendente que nos parezca este fenómeno se ha comprobado empíricamente. De hecho, es, junto a la superposición de estados, uno de los principios fundamentales de la computación cuántica. Resulta asombroso que un tardígrado, que por muy pequeño que sea (miden entre 0,05 y 1,5 mm) es, como hemos visto, un ser vivo, haya podido formar parte de algo así.
De hecho, las condiciones a las que ha estado sometido durante este proceso han sido extremadamente rigurosas. Entre todas ellas destaca una temperatura aproximada de -273 ºC (muy cerca del cero absoluto, que es -273,15 ºC). Y a pesar de sufrir en sus propias carnes estas agresiones durante 420 horas, cuando los científicos dejaron tranquilo al tardígrado y las condiciones ambientales se relajaron recuperó su actividad metabólica normal. Como si allí no hubiese pasado nada.
Todo lo que acabamos de ver nos lleva al propósito fundamental de este experimento: identificar qué sucede cuando un organismo vivo, el del tardígrado, forma parte de un sistema cuántico (al estar acoplado a un cúbit) que, a su vez, está entrelazado con un segundo cúbit. De esta forma el tardígrado debe experimentar algún tipo de cambio o interacción, por mínima que sea, cuando los técnicos introducen alguna modificación en el cúbit con el que está entrelazado (el segundo cúbit), como hemos previsto cuando hemos definido qué es el entrelazamiento cuántico.
Algunos expertos en computación cuántica, como Juan José García Ripoll, un investigador del Instituto de Física Fundamental del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) al que hemos entrevistado, ponen en duda las conclusiones a las que han llegado los autores de este experimento. En ellas exponen que el tardígrado y el cúbit al que está acoplado se entrelazaron correctamente con el segundo cúbit, con todo lo que esto conlleva tal y como hemos visto en el párrafo anterior. En este hilo de Twitter Juan José y otros investigadores expresan sus reticencias:
Do tardigrades dream with electric qubits? "Entanglement between superconducting qubits and a tardigrade" https://t.co/75Qi3CaV3F pic.twitter.com/hlE8twkMwO
— Juanjo Garcia Ripoll (@jjgarciaripoll) December 16, 2021
Más allá de las dudas razonables que ha suscitado este experimento es interesante comprobar que un tardígrado ha sido capaz de superar una vez más unas condiciones extraordinariamente adversas. De hecho, al parecer son las más rigurosas a las que uno de estos pequeños organismos ha sido sometido. Al menos por el ser humano.
Y, si finalmente se confirman las conclusiones a las que han llegado los autores del experimento, cabe la posibilidad de que la simbiosis entre los sistemas cuánticos y los organismos biológicos dé inicio a una nueva línea de investigación que, quién sabe, podría ser prometedora. Pase lo que pase de una cosa no hay duda: los tardígrados son unos auténticos superhéroes.
Imagen de portada | Frank Fox
Más información | arXiv
Ver 28 comentarios