El mundo cuántico es mucho más que una simple temática que sirve para desarrollar una película de Ant-Man. Es una parte de la materia y de la existencia que todavía no dominamos y que no responde a las leyes que hasta ahora nos permitían entender lo que nos rodea. Pero no hablamos de magia, sino de algo muy real que cada vez va a cobrar más relevancia en la sociedad. Así es el primer motor cuántico que están probando en China, que promete autonomía ilimitada y que dejaría en ridículo a los coches de combustión, los híbridos, los eléctricos y al hidrógeno.
El mundo cuántico
Disclaimer: Las definiciones que leerás a continuación pueden no ser estrictamente correctas desde un punto de vista científico, pero son útiles para los usuarios de a pie.
El mundo cuántico es un «reino» microscópico que se rige por reglas diferentes a las que estamos acostumbrados en nuestro día a día. Sabemos que la materia que nos rodea, como los coches, las casas y nosotros mismos, está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos. Pues bien, el mundo cuántico se encuentra en una escala aún más pequeña, donde los componentes de estos átomos, como los electrones, se comportan de una manera peculiar. Las leyes físicas que hasta ahora habíamos desarrollado no permiten definir este comportamiento, y es aquí donde empezamos a hablar de física cuántica.
Olvidando la combustión, la electricidad y todo lo conocido hasta ahora
En el diminuto mundo cuántico, las partículas pueden estar diferentes lugares en un instante preciso, comunicarse instantáneamente a distancias enormes y realizar hazañas que desafían lo que hasta ahora hemos conocido de la materia.
Si a lo largo de los siglos hemos aprendido que un combustible nos permite obtener energía calorífica que convertir en energía cinética gracias a un motor, o que el comportamiento de un material como el silicio nos permite crear un sistema informático que funciona con un código binario, lo importante es saber que el mundo cuántico abre la puerta a nuevas tecnologías y aplicaciones revolucionarias.
Desde ordenadores ultrarrápidos que pueden resolver problemas imposibles para los dispositivos actuales, hasta comunicaciones ultraseguras que ningún hacker podría interceptar. Y ahora, parece que también podría transformar la forma en que nos movemos, gracias al desarrollo de motores cuánticos como el que están investigando en China o de baterías que se basarían en esta tenología.
¿Cómo funciona el motor cuántico?
Este motor cuántico se basa en un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico. Imagina que tienes dos partículas que están conectadas de una manera tan profunda que, sin importar la distancia que las separe, lo que le sucede a una afecta instantáneamente a la otra. Es como si estuvieran unidas por un vínculo invisible e inquebrantable.
Los científicos chinos han logrado utilizar este entrelazamiento cuántico como una especie de «combustible» para su motor. Han creado un sistema en el que 40 iones de calcio (átomos cargados eléctricamente) están entrelazados y atrapados en un campo magnético. Luego, utilizando pulsos de láser, hacen que estos iones vibren y generen energía.
Lo más sorprendente es que, gracias al entrelazamiento cuántico, este motor puede alcanzar eficiencias de conversión de energía que superan los límites establecidos por las leyes de la termodinámica clásica. Se entiende la eficiencia como la cantidad de vibraciones que se consiguen producir por cada fotón de luz utilizado. En otras palabras, puede aprovechar la energía de una manera mucho más eficiente que cualquier motor convencional.
¿Qué ofrece este motor cuántico?
Este motor cuántico ofrece un potencial enorme en términos de eficiencia energética y autonomía.
A diferencia de los motores de combustión interna, que están limitados por la cantidad de energía que pueden extraer del combustible, o de los motores eléctricos, que dependen de la capacidad de sus baterías, un motor cuántico podría aprovechar al máximo cada fotón de energía y funcionar durante períodos mucho más largos sin necesidad de repostar o recargar.
Imagina un coche que pueda recorrer miles de kilómetros con una sola carga de «combustible cuántico», o dispositivos electrónicos que puedan funcionar durante semanas o incluso meses sin necesidad de enchufarse a la corriente. Eso es lo que este motor cuántico podría hacer realidad en el futuro.
¿Cuándo podría llegar ese motor cuántico?
Es importante tener en cuenta que esta tecnología todavía está en una fase muy temprana de desarrollo. Los más de 10.000 experimentos realizados hasta ahora han sido a una escala microscópica, y aún queda un largo camino por recorrer antes de que podamos ver motores cuánticos en nuestros vehículos o dispositivos cotidianos, tal y como explica el Zhou Fen, uno de los responsables del proyecto publicado en la revista científica Physical Review Letters, y miembro de la Academia de Ciencias de China.
Los científicos chinos ya están trabajando en el próximo paso, que es aumentar la masa de los iones utilizados en el motor sin comprometer la estabilidad del entrelazamiento cuántico. A medida que se vaya perfeccionando esta tecnología y se superen los desafíos técnicos, es probable que veamos aplicaciones prácticas en campos como la electrónica y la computación cuántica.
Algunas estimaciones sugieren que podrían pasar décadas antes de que veamos motores cuánticos en nuestros coches o dispositivos. Sin embargo, el ritmo de los avances en la investigación cuántica se ha acelerado en los últimos años, por lo que no sería sorprendente ver aplicaciones concretas en un plazo de 10 a 20 años.
En cualquier caso, esto nos recuerda lo pasajera que podría ser la realidad de los coches eléctricos e incluso la de los coches de hidrógeno. Puede que en tan solo 10 ó 20 años estemos pensando ya en esa nueva generación de motores que deje en ridículo cualquier avance realizado hasta ahora.
