Entrelazamiento cuántico y fotones: de Aspect a Cirac, los investigadores que definieron el campo
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Hoy es Día del Padre. Y en el mundo de la fotónica cuántica, hay al menos dos físicos que lo celebran con hijas, premios internacionales y décadas de experimentos que redefinieron nuestra comprensión de la luz: Alain Aspect y Juan Ignacio Cirac. Uno francés, el otro español. Ambos padres. Ambos, en distinta medida, responsables de que la computación fotónica cuántica exista tal como la conocemos hoy.
Alain Aspect: El padre que demostró que Einstein se equivocaba (en parte)
Alain Aspect está casado, tiene dos hijos y siete nietos. Pero en el ámbito científico, su familia es mucho más numerosa. Toda una generación de físicos cuánticos europeos se formó bajo su influencia.
En 1981 demostró experimentalmente el entrelazamiento cuántico por primera vez, entrelazando dos fotones a una distancia de 12 metros. Ese experimento cerró décadas de debate entre las visiones de Einstein y Bohr sobre la completitud de la mecánica cuántica, y abrió la puerta a lo que él mismo llamó la "segunda revolución cuántica": la era de la computación cuántica, la criptografía fotónica y las redes cuánticas.
En 2022 recibió el Nobel de Física junto a Anton Zeilinger y John Clauser por ese trabajo fundacional con fotones entrelazados. Actualmente es director de investigación emérito del CNRS y profesor en el Institut d'Optique Graduate School de la Universidad Paris-Saclay.
¿Qué legado técnico deja?
El experimento de Aspect estableció el protocolo experimental estándar para las Bell test experiments con fotones polarizados. Sus resultados son la base empírica sobre la que se construyen hoy los sistemas de distribución cuántica de claves (QKD) y los protocolos de comunicación cuántica segura.
Juan Ignacio Cirac: El físico español que ideó cómo construir un ordenador cuántico
Cirac conoció a su mujer en COU, se casaron en 1991, y tuvieron a su primera hija Alicia poco después; en 1995 nació la segunda, Sofía. Hoy, con sus dos hijas ya adultas, sigue siendo uno de los investigadores más activos y citados del mundo en computación y óptica cuántica.
Nacido en Manresa, se licenció en Física en la Universidad Complutense de Madrid y obtuvo su doctorado en 1991 en el área de la óptica. El punto de inflexión de su carrera llegó en 1994, cuando en una conferencia en Boulder (Colorado) asistió a la demostración de que un sistema cuántico podría vulnerar cualquier cifrado clásico. Junto a su colaborador Peter Zoller, idearon en ese momento cómo construir el primer ordenador cuántico. Ese trabajo es considerado hoy uno de los artículos fundacionales del campo.
Desde 2001 dirige la División Teórica del Instituto Max Planck de Óptica Cuántica en Garching (Alemania), y en 2025 recibió la Medalla CSIC a la Excelencia Científica por sus contribuciones en entrelazamiento cuántico, teleportación cuántica y estados proyectados.
Su conexión con España y el ecosistema fotónico
Cirac ha participado activamente en la creación del Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona, consolidando la posición española en este campo estratégico. El ICFO es hoy uno de los centros de referencia mundial en fotónica cuántica integrada, con grupos de investigación activos en fuentes de fotones únicos, comunicación cuántica y fotónica de silicio. Su influencia sobre el ecosistema español de investigación fotónica es directa y mensurable.
Jian-Wei Pan: El "Padre de la Cuántica" en China
En 2017, la revista Nature lo incluyó en su lista anual de las diez personas que más impactaron la ciencia, con el apelativo de "Father of Quantum". Es profesor en la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) en Hefei, y es posiblemente el investigador activo más influyente en fotónica cuántica aplicada a escala global.
Pan lideró el primer satélite cuántico del mundo, el Micius, que en 2017 permitió una videoconferencia completamente segura entre Viena y Pekín gracias a claves de cifrado codificadas en fotones en estado cuántico. Pan se doctoró bajo la dirección de Anton Zeilinger en Viena antes de regresar a China para implementar estas tecnologías. La relación entre ambos es uno de los ejemplos más claros de cómo la fotónica cuántica se transmite de generación en generación, de laboratorio en laboratorio, cruzando fronteras.
Relevancia para la fotónica integrada
El trabajo de Pan en entrelazamiento multifoton y comunicación cuántica por satélite tiene implicaciones directas para el diseño de redes fotónicas a larga distancia. Sus experimentos establecen los requisitos de coherencia y fidelidad que cualquier arquitectura de chip fotónico deberá satisfacer para integrarse en una futura red cuántica global.
Anton Zeilinger: El maestro que formó a los maestros
Anton Zeilinger, profesor emérito de la Universidad de Viena, fue pionero en mecánica cuántica a través de su trabajo teórico y experimental sobre el entrelazamiento, y en 1997 demostró por primera vez la teleportación cuántica.
Su impacto en el campo va más allá de sus propios experimentos: fue director de tesis doctoral de Jian-Wei Pan, uno de los investigadores más influyentes del mundo en fotónica cuántica. En 2022 recibió el Nobel de Física junto a Aspect y Clauser por los experimentos con fotones entrelazados que establecieron la violación de las desigualdades de Bell.
En términos de legado científico, Zeilinger es quizás la figura que mejor encarna la idea de "paternidad intelectual" en este campo: sus estudiantes y colaboradores dirigen hoy los laboratorios más relevantes del mundo en fotónica cuántica.
Un campo construido sobre legados
La fotónica cuántica es, en parte, un relato de transmisión. Zeilinger formó a Pan. Aspect inspiró a toda una generación francesa de físicos cuánticos. Los experimentos de Clauser de 1972 prepararon el terreno para los de Aspect en 1981, que a su vez hicieron posibles los de Pan en 2017.
En este Día del Padre, esa cadena de herencia científica es quizás el mejor argumento para entender por qué la fotónica cuántica no es solo tecnología: es también cultura, transmisión y tiempo.
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