Dedican un congreso internacional de computación cuántica al físico argentino Juan Pablo Paz

Como el viaje en el tiempo, a mediados de los años noventa, la computación cuántica era una suerte de entelequia que parecía destinada a permanecer en el terreno de las hipótesis y los trabajos teóricos. En esos tiempos, el físico argentino Juan Pablo Paz se lanzó a trabajar en el tema casi en soledad y a contramano de lo que parecía el camino más directo al éxito científico; especialmente, viniendo de un país pobre. 

Hoy, treinta años después, gigantes tecnológicos como Google, IBM y Microsoft basan algunos de sus desarrollos en descubrimientos que Paz contribuyó a construir desde la Universidad de Buenos Aires, con escasísimo financiamiento, pero con la convicción de seguir explorando en el horizonte del conocimiento mundial. Esos aportes, más su tarea incansable para promover la investigación en esta área y la formación de recursos humanos, varios de los cuales hoy son reconocidos entre los más destacados de la especialidad, inspiraron el reconocimiento que recibirá en diciembre de este año, cuando se celebre en su honor la prestigiosa conferencia internacional Quantum Optics XI, en Mérida, Yucatán.

"Recibí un email que decía: 'Estimado Juan Pablo, queremos saber si estarías de acuerdo en que el Quantum Optics 11 sea en tu honor, en reconocimiento a tus contribuciones científicas’ –confiesa Paz– y la verdad es que no lo podía creer“. El congreso, que se organiza cada dos años en un país diferente, distingue esta vez el trabajo de Paz por sus aportes a la óptica cuántica y la información cuántica, y también, subrayan los organizadores, por su "dedicación incansable a construir y nutrir el campo en América latina".

De Buenos Aires a Los Álamos, ida y vuelta

Licenciado y doctor en Ciencias Físicas por la Universidad de Buenos Aires, Paz completó su formación en los Estados Unidos, con estancias posdoctorales en la Universidad de Maryland y en el Laboratorio Nacional de Los Álamos, donde llegó a coordinar el Grupo Cuántico de la División Teórica. Sin embargo, decidió volver a la Argentina, donde sabía que estaba destinado a contar con recursos muchísimo menores de los que disponían países desarrollados. Hoy es profesor titular del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA, investigador superior del Conicet y dirige el Grupo de Fundamentos e Información Cuántica del Instituto de Física de Buenos Aires.

Uno de los mayores orgullos de Paz es haber contribuido a crear el Laboratorio de Iones y Átomos Fríos (LIAF), dirigido por Christian Schmiegelow, un ex discípulo, ubicado en el Primer Piso del Pabellón I, en la Facultad de Ciencias Exactas de la UBA. El laboratorio, que comenzó como un sueño en 2014, concursó por financiación que recibió en 2017 y logró ponerse en marcha a pesar de la devaluación de 2018. "Nos apuramos, gastamos muy eficientemente esos recursos y armamos un laboratorio que es un lujo", cuenta. Es, además, el único de su tipo en América Latina: en él se atrapan átomos de uno a la vez, una tecnología clave para la computación cuántica.

Sus aportes más influyentes tienen que ver con un problema central en este campo: las computadoras cuánticas son extraordinariamente sensibles a las perturbaciones del entorno, y eso las hace propensas a cometer errores. "Desarrollamos técnicas de protección de las computadoras cuánticas contra el deterioro que sufren debido a su interacción con el ambiente –explica–, algo que se conoce con el nombre de códigos de corrección de errores". Esos trabajos, publicados a mediados de los noventa, resultaron fundamentales para que la computación cuántica dejara de ser una promesa teórica y comenzara a concretarse.

Qué es una computadora cuántica

Paz fue uno de los pioneros que tomó “el toro por las astas” en el país, apenas se publicaron los primeros resultados de Peter Shor, el matemático del MIT que postuló que si se pudieran desarrollar computadoras cuánticas se podría resolver un problema muy complicado para las tradicionales: calcular los factores primos de números enteros.

A diferencia de lo que ocurre en el mundo macroscópico, la mecánica cuántica, la teoría que describe el comportamiento de la materia a escala subatómica, plantea que es posible algo completamente contraintuitivo: que un sistema esté en dos estados al mismo tiempo. Mientras un bit clásico es 0 o 1, un qubit (la unidad de información cuántica) puede ser simultáneamente 0 y 1. 

Las computadoras cuánticas pretenden plasmar esta “curiosidad” en máquinas en las que la información se almacene en la escala de un bit en cada átomo, utilizando “trampas de iones” [átomos o moléculas cargados eléctricamente]. “Son dispositivos que, mediante distintas técnicas, permiten ubicar átomos en un lugar predeterminado del espacio, quitando todos los otros que los rodean, los cientos de miles de millones de millones de millones de átomos del aire de la habitación en la que estamos –explica el físico–. Hay que quitar todo eso y dejar solamente unos poquitos, tan poquitos como nosotros queramos, hacerlos interactuar, y de ese modo aprovechar las propiedades de la física cuántica almacenando información en cada átomo. Si tiene una cierta energía, va a representar un cero, si tiene otra energía, un uno. Pero la mecánica cuántica es una teoría que dice que siempre que hay dos alternativas, cero o uno, también pueden ser esas dos cosas a la vez. Cada alternativa en la mecánica cuántica está descrita por una onda, y las ondas se pueden sumar, son como olas en el mar que se superponen. Entonces, una onda puede ser cero y uno a la vez, pero si tengo dos partículas, pueden ser cero/cero, cero/uno, uno/cero y uno/uno, pero también algo que sea la suma de todas esas cosas… Por lo tanto, es más o menos simple darse cuenta de que, si yo tengo muchas partículas, la cantidad de información que puedo almacenar sumando esas ondas, es muchísimo mayor que la cantidad de información que puedo almacenar si tengo 100 bits convencionales. Las computadoras cuánticas funcionan con un mecanismo en el que hay un paralelismo intrínseco; o sea, es como tener un montón de computadoras clásicas que funcionan en paralelo todas a la vez, y comparan en algún momento el resultado del cálculo de cada una de ellas”.

Las posibilidades que se abren son inimaginables. Sin embargo, Paz advierte que diseñar algoritmos que aprovechen esa capacidad no es fácil, y que todavía hay muy pocas aplicaciones en las que se haya demostrado que las computadoras cuánticas tienen una ventaja real. La más conocida es la criptografía: las computadoras cuánticas pondrían en riesgo los métodos de encriptación que se usan en la actualidad. Otras posibles aplicaciones serían las vinculadas a la resolución de problemas de ingeniería, al diseño de nuevas moléculas… “En realidad, todavía no sabemos bien para qué van a servir, no conocemos todo su potencial y es probable que recién lo conozcamos o encontremos los problemas que puedan resolver cuando existan”, reconoce.

A lo largo de su carrera, Paz recibió numerosos reconocimientos, como los premios Bunge y Born (2010), Konex (2013), de la Academia Mundial de Ciencias (TWAS, 2012), la distinción Investigador de la Nación Argentina (2015) y, en 2025, su inclusión entre los cien líderes mundiales en ciencia cuántica según la Unesco. 

Entre 2019 y 2023 también fue viceministro de Ciencia y Tecnología, rol desde el cual desarrolló programas como Equipar Ciencia y las Redes Federales de Alto Impacto, que promovían la colaboración entre grupos de excelencia y otros menos consolidados de las provincias para estimular la federalización de la ciencia, y que estaban dotados de un millón de dólares en cuatro años.  

Desde su experiencia, en el país y en el extranjero, advierte que “No tenemos futuro a menos que invirtamos en ciencia y tecnología. A diferencia de lo que mucha gente que en este momento toma decisiones parece creer, el conocimiento no es algo que se compra sin más: si uno no sabe y no es capaz de desarrollar tecnología, tampoco entenderá qué es lo que compra”.

“Si bien nunca estuvimos en el paraíso –concede–, hubo épocas en las que estuvimos muchísimo, muchísimo mejor. Me acuerdo de que en 2010, cuando recibí el premio Bunge y Born, pensé que estábamos acercándonos a vivir en un país normal, había una financiación estable para la ciencia y la tecnología, y con los recursos que los grupos de investigación de calidad tenían en ese momento, se podía hacer ciencia medianamente competitiva. Yo empecé a trabajar en computación cuántica en 1994, y mi primer trabajo publicado es de 1995, con mi primer estudiante de licenciatura y mi primer doctorado en ese tema en Argentina y en América latina. Después, no fue que no traté de convencer a colegas que admiraba por su calidad de trabajo, en particular experimental. Pero los científicos argentinos están tan acostumbrados a trabajar ‘en la malaria’, a pensar que, ‘hoy tenemos algo de recursos pero andá a saber qué pasa mañana’, que tienden a establecer una agenda en lo que hacen bien, en lugar de lanzarse a hacer algo nuevo y diferente, porque eso puede salir mal, puede tener un costo para la carrera, es una apuesta de riesgo. En otros países, la manera de estimular a la gente que ha hecho ciencia de muy alta calidad y presenta proyectos para hacer cosas realmente innovadoras y disruptivas, es que se les da la oportunidad y se los financia… ¿quién?… el Estado. Esa cultura no existe en la Argentina, estaba arrancando, me parece, aunque tal vez fui demasiado optimista. Hoy estamos en el infierno”.

Acerca de la posibilidad de que la computación cuántica se haga realidad en un futuro cercano (por ejemplo, en la próxima década), Paz afirma que como decía el famosísimo Niels Bohr, es muy difícil hacer predicciones, sobre todo si se trata del futuro. “Y las predicciones que hicimos sobre la computación cuántica no siempre tuvieron éxito, así que yo no sé qué es lo que va a pasar dentro de pocos años, pero lo que está ocurriendo es muy impresionante –destaca–. Ha habido avances importantísimos, pero sobre todo se ha transformado esto en un gigantesco negocio. Te doy un ejemplo: nosotros hace unos años creamos el LIAF, donde atrapamos átomos de uno a la vez. Esa tecnología fue propuesta para hacer computación cuántica, porque permite justamente atrapar átomos y manipularlos de a uno, ponerlos en lugares predeterminados del espacio y hacerlos interactuar de manera muy controlada. Fue propuesta en 1994, por Juan Ignacio Cirac, que la semana pasada estuvo en Buenos Aires (le escribí diciéndole que sería espectacular que viniera, pero que estaba tan mal la situación de la ciencia en la Argentina que no tenía un peso para ofrecerle más allá de nuestra hospitalidad, nuestro respeto y nuestro cariño, y ¡se pagó todo él!). Cirac fue quien propuso la tecnología cuántica de iones atrapados. Hoy, hay una empresa que se llama ionCube, que fabrica computadoras cuánticas con iones, que todavía no sirven para resolver ningún problema práctico, pero cuya cotización en la bolsa de Nueva York es de 15.000 millones de dólares. Esa es hoy la realidad de la computación cuántica”.

El Quantum Optics XI reunirá en Mérida a referentes internacionales de primer nivel, entre los cuales se cuentan investigadores de Columbia, Harvard, el ETH Zurich y el Laboratorio Nacional de Los Álamos. Todos ellos rendirán tributo a un científico formado en la universidad pública y que hizo prácticamente toda su carrera en el país. Pero quienes están definiendo los destinos de la ciencia local en estos últimos dos años ni siquiera lo convocaron para escuchar su opinión.