Las Naciones Unidas declararon 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y las Tecnologías Cuánticas, una conmemoración que coincide con el centenario de los primeros desarrollos teóricos de la mecánica cuántica. La iniciativa no solo buscaba acercar esta disciplina al gran público, sino también subrayar su creciente impacto en la vida cotidiana. Lo que durante décadas fue un ámbito de investigación reducido a manuales especializados se ha convertido hoy en uno de los motores de la innovación científica y tecnológica.
La física cuántica estudia el comportamiento de la materia en su escala más diminuta, donde partículas como electrones y fotones obedecen reglas muy distintas a las del mundo visible, especialmente en condiciones en las que sus efectos se hacen más evidentes, como a muy bajas temperaturas.
A lo largo de un siglo, figuras clave como Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg o Paul Dirac han demostrado que, en ese universo microscópico, y también en ciertos sistemas colectivos, fenómenos como la superposición, el entrelazamiento o la superconductividad desafían la intuición clásica. Lejos de ser meras curiosidades teóricas, estos efectos han abierto la puerta a avances en nuevos materiales, sistemas de medición ultraprecisos y comunicaciones más seguras, además de impulsar la carrera global por desarrollar ordenadores cuánticos, uno de los grandes hitos perseguidos por la llamada segunda revolución cuántica.
Serge Haroche, catedrático del Collège de France y el teórico británico Duncan Haldane
En este contexto de efervescencia científica, el Congreso de Estudiantes de Física de la Universidad de La Laguna (COEFIS) reunió recientemente a dos referentes internacionales del campo: el físico experimental y Premio Nobel de Física en 2012 Serge Haroche (Casablanca, 1944), catedrático del Collège de France y de la Escuela Normal Superior de París y pionero en óptica cuántica; y el teórico británico Duncan Haldane (Reino Unido, 1951), catedrático de la Universidad de Princeton y galardonado en 2016 por sus aportaciones sobre las fases topológicas de la materia. Ambos ofrecieron una oportunidad excepcional para acercarse a los fundamentos y las promesas de una disciplina que está redefiniendo el futuro.
En su ponencia ante jóvenes investigadores, Duncan Haldane abordó el horizonte de una segunda revolución cuántica, así como las posibilidades de desarrollo derivadas de los avances en el conocimiento de los estados cuánticos topológicos y el entrelazamiento. Según explicó, la física cuántica se ha convertido en un campo de trabajo cada vez más amplio y diversificado, aunque aún se esperan aplicaciones tecnológicas más directas.
“Investigaciones recientes, como los estudios sobre innovadores experimentos con el grafeno o sobre el efecto Hall cuántico fraccionario, muestran que hay una enorme actividad en este campo, pero por ahora la mayoría se realiza en un ámbito experimental y teórico. Sigue siendo un campo de estudio vivo y aún quedan muchas cuestiones interesantes por comprender, aunque sería bueno que saliera alguna tecnología de todo esto”, añade antes de subrayar que, en este campo, la mayoría de los grandes descubrimientos han sido completamente inesperados.
En este sentido, se muestra especialmente optimista respecto al desarrollo de nuevos materiales, impulsado por la creciente capacidad de controlar la materia a escala microscópica. “Pienso que la aplicación más inmediata está en nuevas tecnologías de sensores. Creo que estas aplicaciones prácticas tendrán un impacto a más corto plazo. El uso de principios de la mecánica cuántica para realizar mediciones extremadamente precisas podría tener aplicaciones en la agricultura, así como en muchos otros campos”.
El Nobel asegura que “una idea es mapear la superficie de la Tierra usando mediciones de campos magnéticos de gran precisión. Estas mediciones gravitacionales a nivel atómico también se están utilizando para observar con gran precisión las características del terreno y lo que hay bajo él, por lo que cuentan con una evidente utilidad real, aunque nos resulten menos espectaculares”. También señala que este tipo de aplicaciones directas puede facilitar el acceso al desarrollo científico y tecnológico en países pequeños o emergentes, favoreciendo la creación de industrias a menor escala en este ámbito.
Ciencia básica frente a la presión de lo aplicado
Serge Haroche
Según Serge Haroche, existe un interés excesivo por definir los términos de esta segunda revolución cuántica y por anticipar las aplicaciones de la investigación en física teórica. De hecho, se muestra durante la entrevista especialmente escéptico ante el desarrollo de la computación cuántica y la tendencia actual de políticos y financiadores a priorizar la investigación aplicada sin comprender la importancia de contar con una sólida base científica.
“Creo que cuando hacemos ciencia básica, nunca sabemos a qué nos llevará. Todos los ejemplos del pasado muestran que la distancia entre el descubrimiento fundamental y la aplicación a la que dio lugar es, no solo imprevisible, sino en general, muy amplia. Los padres fundadores de la física cuántica – Heisenberg, Scrödinger, Bohr o Dirac – nunca declararon estar haciendo una revolución, simplemente trabajaron y los avances se fueron sucediendo. Hoy en día los científicos se ven obligados a justificar lo que hacen anunciando futuras aplicaciones y tecnologías, sin estar seguros de que se vayan a alcanzar”, apunta.
Para el científico francés, uno de los aspectos más fascinantes de la evolución de la física a lo largo de su carrera ha sido comprobar cómo campos de estudio tradicionalmente separados han comenzado a converger. “Por ejemplo, Duncan y yo nos acercamos a la idea de información cuántica desde puntos de partida muy diferentes: él, mediante la observación de las propiedades emergentes de grandes conjuntos, mientras que mi investigación se ha centrado en el estudio de partículas individuales. Esto permite abordar problemas desde distintos ángulos y llegar a conclusiones más interesantes”, señala.
Por ello, durante su ponencia ante estudiantes y jóvenes investigadores en Física en el marco del COEFIS 2026, Haroche reivindicó la importancia de “la utilidad del conocimiento inútil”. Su intervención se centró en el valor de la investigación básica, incluso en ámbitos aparentemente alejados de aplicaciones inmediatas, tomando como ejemplo la física cuántica. “Lo que atrae a las mentes brillantes a la ciencia son las preguntas fundamentales, intentar comprender el mundo, el universo, y por esto es tan importante impulsar la investigación en ciencia básica”, subraya. Añade, además, que no solo debe fomentarse la inversión en ciencia, sino también orientarla adecuadamente, y lamenta que la financiación destinada a la investigación básica esté disminuyendo.
Duncan Haldane
Asimismo, tilda de poco saludable el clima de competencia promovido por las grandes empresas tecnológicas, que da lugar a dinámicas en las que los pequeños laboratorios académicos no pueden competir. En este sentido, sostiene que la solución óptima sería lograr una financiación combinada, en la que universidades e instituciones académicas, con el respaldo de los gobiernos, apoyen a los jóvenes científicos dedicados a la investigación básica, mientras que las empresas privadas colaboren en las fases posteriores orientadas a su aplicación.
En este sentido, Duncan Haldane coincide en que el anhelo de lograr descubrimientos en ciencia básica sigue siendo uno de los principales motores de la investigación de calidad. “Creo que es muy importante que, incluso los países más pequeños, cuenten con uno o dos campos de investigación en los que se realice ciencia de calidad a nivel mundial, ya que esto funciona como una forma de llevar la cultura científica a la sociedad e inspirar nuevas vocaciones”, apunta.
Educación e inspiración
El científico británico añade que las universidades desempeñan un papel fundamental en este proceso, aunque subraya también la importancia de la educación primaria y secundaria. “La mayoría de las personas que he conocido que han tenido éxito en sus carreras científicas cuentan la historia de algún profesor de ciencias que les inspiró en el colegio”, comenta, antes de destacar que este estímulo en etapas tempranas resulta clave para despertar el interés por la ciencia. “No todos acabarán en puestos de investigación de alto nivel, pero se habrán formado en una educación científica y una manera de pensar que les será de gran utilidad en los puestos que desempeñen”, señala.
Para Haroche, la relevancia de la educación científica en las primeras etapas del itinerario formativo resulta especialmente evidente en el ámbito de las matemáticas: “muy a menudo encuentras a gente que te dice que no entiende o no disfruta de las matemáticas y esto se debe a que no contó con una buena enseñanza que le mostrase su utilidad y la esencia de su función”, afirma. Reclama, a su vez, una mayor inversión en educación y una mejor valoración del papel de los profesores.
Ambos científicos laureados desarrollaron sus carreras investigadoras en instituciones académicas donde compaginaban la investigación con la docencia. “Un aspecto muy importante de la investigación es la transmisión de conocimiento y experiencia a la generación más joven, por lo que creo que es fundamental no separar la investigación de la enseñanza”, insiste Haroche.
El investigador francés destaca que su experiencia en el Collège de France resultó especialmente enriquecedora en este sentido, puesto que “en esta institución debes explicar la investigación que estás desarrollando a personas que no pertenecen a tu mismo campo. Esta necesidad de claridad puede darte ideas sobre elementos que no has tenido en cuenta o experimentos que pueden ayudarte a comprender más en profundidad determinados procesos o fenómenos”, subraya.
Haldane comparte esta visión. El físico británico ha desarrollado gran parte de su carrera en la Universidad de Princeton, donde, según explica, continúa impartiendo tanto clases avanzadas como asignaturas dirigidas a estudiantes de los primeros años del grado. “A veces, tu cerebro está bloqueado trabajando en un proyecto y, en vez de seguir dándote cabezazos contra la pared, el ejercicio de explicar, por ejemplo, las leyes de Newton, puede servirte de inspiración para mirar las cosas de otra manera, ayudarte a superar ese bache”, asegura.
“Uno de nuestros privilegios como científicos es comprender la belleza y la profundidad de los científicos que nos han precedido en los siglos anteriores en su esfuerzo por comprender mejor el mundo”, afirma Serge Haroche. En este sentido, ambos investigadores subrayan la deuda que mantienen con los físicos que los precedieron y que, en muchos casos, actuaron como mentores a lo largo de sus trayectorias.
“En el campo de la Física moderna, es evidente que mi trabajo tiene su origen en los descubrimientos de grandes figuras de la Física del siglo XX como Otto Stern e Isidor Rabi, que a su vez influenciaron a la generación de Alfred Kastler y a uno de sus primeros estudiantes, Claude Cohen-Tannoudji, todos ellos reconocidos con el premio Nobel a lo largo de su carrera”, reconoce Haroche. Cohen-Tannoudji fue mentor del físico francés, quien insiste tanto en esta obligada deferencia hacia las generaciones anteriores como en la influencia del contexto histórico en el que surgen las ideas científicas y se toman decisiones clave en una carrera investigadora.
La curiosidad como motor científico
Haroche señala que, en su caso, la carrera espacial hacia la Luna fue uno de los principales estímulos que despertaron su interés por la ciencia durante la infancia. “Me fascinaba el hecho de poder calcular, simplemente utilizando las habilidades matemáticas de las que disponíamos en ese momento, la trayectoria de un cohete y la velocidad que debía alcanzar para escapar del campo gravitatorio de la Tierra. Para un niño interesado por las historias de los grandes exploradores del siglo XIX y XX y las novelas de Julio Verne, la carrera hacia la Luna era una aventura que combinaba la ciencia con la exploración”, rememora.
En la actualidad, considera que la búsqueda de exoplanetas y de vida en el universo puede desempeñar un papel similar como motor de la ciencia básica. “Más allá de ingenuos sueños de colonización, es evidente que necesitamos saber qué hay en el universo y, para esto, resulta necesario aumentar la precisión de tus mediciones, desarrollando nuevas ópticas y tecnologías. Estos descubrimientos se convierten a su vez en subproductos que pueden resultar en útiles herramientas para el avance de otras ramas de la ciencia en nuestro planeta, aunque aún no sepamos cuáles serán. Este es el valor de las grandes preguntas en la ciencia”, subraya.
Para Haldane, “el experimento es la fuente de todo conocimiento”. En este sentido, la falta de acceso a vías experimentales para abordar algunas de las grandes cuestiones de la física teórica, como la teoría de cuerdas o el papel del gravitón, constituye al mismo tiempo un desafío y un estímulo para el desarrollo de nuevas líneas de investigación.
Por ello, consideran que congresos como el COEFIS resultan fundamentales para mantener el contacto con las nuevas generaciones de físicos y conocer de primera mano sus inquietudes. Ambos coinciden en que los futuros científicos deben sentirse apasionados por el camino que elijan y optar por aquellas áreas que despierten su curiosidad. Añaden, además, que el éxito en la carrera científica depende en gran medida de la suerte, aunque subrayan que, especialmente al inicio de la trayectoria investigadora, es esencial mantenerse abierto a distintas ideas y campos de trabajo.
En el caso de Haldane, considera clave exponerse a múltiples áreas del conocimiento y mantenerse receptivo a nuevos aprendizajes. “Siempre les digo a los estudiantes de posgrado que asistan a tantos seminarios como sea posible, ya que en estos espacios pueden aprender algo nuevo o incluso obtener ideas para establecer conexiones entre tu trabajo y el de otro investigador. Lo más fructífero es poder darse cuenta de que algo que ya sabes puede utilizarse en un área diferente y ofrecer una nueva perspectiva”, insiste.
Haroche añade, por último, la importancia de la intuición científica para identificar aquellas líneas de investigación que pueden resultar más prometedoras a largo plazo. “La vida científica no será sencilla, especialmente al principio, ya que hay mucha competencia. Por esto, necesitas sentirte cómodo en tu entorno científico y encontrar tu propio nicho”, apunta.
En su caso, el desarrollo del láser como herramienta científica a comienzos de su carrera le permitió, como experimentalista, acceder a desarrollar proyectos que hasta entonces eran impensables. En la actualidad, sostiene que existen grandes expectativas en torno a la inteligencia artificial, a la que considera una herramienta útil tanto para la ciencia básica como, especialmente, para la investigación aplicada. Sin embargo, insiste en que seguirá siendo únicamente una herramienta: “Se necesita la creatividad e imaginación de un cerebro humano para hacer avanzar la ciencia. A esto se suman las emociones que acompañan a estas cualidades, la ambición por descubrir cosas nuevas… En todo esto, también influye la conexión con otras personas interesadas en estos avances y la competición que se genera”, recalca.
Esa competencia, añade, debe entenderse no como una dinámica feroz, sino como una forma de emulación, una fuerza que impulsa a mejorar el propio trabajo a partir del ejemplo de los demás. Confían en que, con sus reflexiones, las nuevas generaciones de físicos teóricos y experimentales se sientan inspiradas a continuar explorando estas grandes preguntas.
“Cada pocos años hay una nueva sorpresa, un nuevo descubrimiento. Eso mantiene a todo el mundo más joven, ya que siempre hay nuevos problemas que resolver”, afirma Duncan Haldane. “Y, en nuestro caso, nos hace querer vivir más tiempo, aunque solo sea por curiosidad acerca de dónde llegarán”, sentencia Serge Haroche.
Unidad de Cultura Científica y de la Innovación (Cienci@ULL)
