Carlos Antón Solanas, físico: «Podremos enviar mensajes indescifrables a un dron a gran velocidad»

El físico Carlos Antón Solanas (Zaragoza, 1987), investigador Atracción de Talento de la Universidad Autónoma de Madrid, ha sido reconocido con una beca Leonardo de la Fundación BBVA (40.000 euros) para desarrollar este tipo de tecnologías cuánticas, que usan las leyes del mundo subatómico, muy diferentes de las de las cosas que todos podemos ver. Formado durante varios años en Francia y Alemania, pretende conseguir lo mismo que los chinos, un sistema de criptografía invulnerable, pero con su propio método, enviando fotones individuales con un emisor eficiente que funciona a temperatura ambiente.

El experimento establecerá un canal de comunicación cuántica entre dos puntos del campus madrileño. «Responde a una necesidad tecnológica en España», afirma el investigador. De alguna manera, sigue los pasos de Alain Aspect, John Clauser y Anton Zeilinger, ganadores del Nobel de Física en 2022 por ser pioneros de la ciencia de la información cuántica. Ellos utilizaron fotones entrelazados, separados incluso por kilómetros de distancia, que influían uno sobre otro. La prueba de Antón Solanas no es tan ambiciosa en las distancias ni recurre a esa 'acción fantasmagórica', como la llamaba Einstein, pero intenta abrir un nuevo camino.

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—¿Por qué las tecnologías cuánticas son más seguras a la hora de enviar información?

—Transmiten un mensaje entre dos puntos, A y B, de manera que si hay alguien que lo quiere interceptar, el mensaje o se destruye o llega de otra manera, de forma que el que lo recibe se da cuenta. La física cuántica nos dice que esto es relativamente fácil si utilizamos fotones individuales, partículas que no se pueden dividir más. Si envío un fotón en un canal y alguien intenta interceptarlo, va a desaparecer. No hay manera de copiarlo y volverlo a enviar otra vez de nuevo. Los métodos de codificación actuales son más fáciles de intervenir.

—¿Cuál es la mayor dificultad de esta técnica?

—La mayor dificultad, y es lo que intento con este proyecto, es conseguir una fuente que permita emitir esos fotones individuales de manera eficaz y con una gran pureza. Que cuando le dé a un botón, se envíe un solo fotón, no dos o tres o ninguno. Otro problema es el de la temperatura. Todas las tecnologías cuánticas precisan entornos limpios, donde se produzca el menor ruido posible. Para ello, se baja la temperatura a -270ºC, para que las cosas no vibren. Pero eso necesita un criostato que tiene un gran volumen y requiere un equipo muy avanzado y un gran consumo energético. Mi proyecto utilizará un protocolo (llamado BB84 o Bennet Brassard 84) para trabajar en temperatura ambiente, donde no importe que la emisión de fotones individuales no sea tan perfecta como la que obtendría a baja temperatura.

—¿Cómo va a ser el experimento?

—Consiste en dos nodos, llamados Alice y Bob. En Alice está la fuente brillante de fotones individuales, que se excitará con pulsos de luz láser y emitirá una clave, un tren de fotones individuales, cada uno con una polarización determinada, que llegarán en línea recta hasta Bob. Primero el proyecto ambiciona establecer estos dos nodos dentro del laboratorio para identificar cuál es la cantidad de fotones que podemos transmitir. Después, pondremos a Alice en un punto del campus y a Bob en otro, a una distancia más considerable de unos 200 metros.

—¿Cuándo empezaremos a utilizar la criptografía cuántica de manera habitual?

—El proyecto pretende dar los primeros pasos de las tecnologías cuánticas, que todavía están por desarrollar en España. Crear una serie de conocimientos y de ideas que después pueden dar lugar, por ejemplo, a una startup dentro de la universidad. Hace falta una industria para que España pueda competir con otras plataformas más avanzadas. En cuanto a cuándo se va a utilizar, ya hay algunas implementaciones a nivel académico en distintos puntos de Europa, aunque comparten información en fibras ópticas, cuando yo quiero hacerlo a través del aire. Para que exista un sistema comercial competitivo en el que podamos compartir una clave cuántica que nos permita decodificar nuestro mensaje, se va a tener que desarrollar un ecosistema de industrias de tecnologías cuánticas. En Europa, ya está sucediendo en algunos países (como el campus de Saclay en París); en España, probablemente tarde más.

—¿En qué se diferencia su proyecto a lo que consiguió China en 2020?

—Utilizaban otro tipo de fuente emisora de fotones. Yo planteo utilizar un material que puede tener unos valores de brillo mucho más altos que los de la tecnología satelital terrestre de China. La rapidez con la que yo puedo compartir la clave cuántica es mucho más alta que la que ellos utilizan. Sin embargo, la tecnología china es más fácil de integrar y de operar dentro de un satélite. Pesa menos y es más pequeña. La que yo intento desarrollar va a requerir unos pasos más finos de ingeniería para que pueda incluirse en un dron, en un satélite o en un avión autodirigido.

—En tecnologías cuánticas, ¿China va muy por delante?

—De lejos. Hay distintos agentes en distintas partes del mundo. Desde luego en Estados Unidos han decidido empujar más la computación cuántica, basada en sistemas superconductores, mientras que en Europa está la Quantum Flagship, que intenta financiar proyectos para empujar distintos tipos de tecnologías cuánticas. Francia tiene el 'Plan Quantique', Alemania tiene incentivos nacionales por tres billones de euros... Todas son iniciativas muy interesantes, pero que desgraciadamente no son comparables a nivel de presupuesto con lo que el gobierno chino ha decidido hacer en las últimas décadas. Ahora les está dando sus frutos para su propio beneficio. Es una demostración de su músculo científico. Además, quieren invertir en soberanía tecnológica para estar por encima de sus competidores y poder decidir por sí mismos.

—¿Qué implicaciones tienen estos estudios?

—Poder establecer comunicaciones seguras donde no hay acceso a fibras ópticas, como hospitales de campaña, zonas de desastre natural... o instalaciones o estructuras donde se necesite cambiar de manera continua el posicionamiento entre dos nodos distintos, como coches autónomos, aviones o drones. Imagina dos bancos que necesitan hacer una transacción millonaria y precisan comunicarse entre un avión y un coche. O alguien muy relevante dentro de un gobierno que está en un avión y quiere comunicar una decisión.

—¿Cambiará la forma en la que vamos a comunicarnos en el futuro?

—Sí, desde luego. Llevará tiempo implementar estas tecnologías, pero si uno mira hacia atrás y ve lo que ha cambiado en el siglo XX, puede imaginar lo que lo va hacer en el siglo XXI. En la II Guerra Mundial se desarrolló el transistor en Estados Unidos y eso supuso una transformación sin vuelta atrás para nuestra sociedad, con todo lo que tiene que ver con la informática, los móviles, etcétera. Ahora estamos viviendo un nuevo cambio tecnológico. Desde el punto de vista de la computación veremos ordenadores cuánticos que van hacer ciertos cálculos de manera mucho más eficaz y que pueden ser muy útiles en el diseño de fármacos, en las finanzas y en otros ámbitos. En las comunicaciones cuánticas, habrá un momento en el que se van a encontrar aplicaciones para pasarse información entre estados, organizaciones, bancos... Sucederá a lo largo de este siglo. Al igual que a principios de los años 50 o los 60 uno no era capaz de ver cuál era la potencia del desarrollo informático que íbamos a tener en las siguientes décadas, cuesta un poco saber exactamente cuál será la tecnología en el 2050, pero irá en esa dirección.

—¿Qué supone para usted recibir una beca como la Leonardo?

—Es un gran impulso para comenzar esta actividad en comunicación cuántica; la beca también me va a permitir iniciar colaboraciones experimentales con compañeros dentro de España y a nivel europeo. Este proyecto tiene una doble componente de física cuántica fundamental y también de ingeniería en fotónica cuántica, son dos retos interesantísimos para mí.

—¿Cree que hay suficientes oportunidades en España para los investigadores jóvenes, sobre todo en su caso, que ha vuelto del extranjero?

—Hay oportunidades, aunque no es fácil volver. Yo pasé siete años en el extranjero hasta acumular un CV suficientemente competitivo. Las estadísticas muestran que la edad del 'científico retornado' está envejeciendo de manera continua, basta con mirar la evolución de la edad de los nuevos contratados Ramón y Cajal o la edad media de profesores titulares de universidad o científicos titulares del CSIC. Hace falta un compromiso sobre política científica en nuestro país a largo plazo, evitando bandazos y cambios repentinos en número de plazas convocadas, fechas de convocatorias de proyectos, etc. Necesitamos una política científica estable, que nos permita desarrollar una carrera más previsible y menos precaria.