En 1925, el físico Werner Karl Heisenberg (Alemania, 1901) cambió el rumbo de la ciencia al publicar el artículo “Sobre la reinterpretación cuántica teórica de las relaciones cinemáticas y mecánicas”. Aquel texto, además de revolucionar la ciencia, motivó cuestionamientos filosóficos: ¿la realidad existe independientemente de nosotros?
Cien años después, esta teoría —abstracta, encriptada y compleja— ha sido aplicada en desarrollos científicos concretos, y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) la utiliza para crear sistemas de imágenes cuánticos (y clásicos) asistidos por inteligencia artificial, así como procesadores cuánticos basados en luz.
Por primera vez en la historia de este proyecto, se presentó al público no especializado durante la Feria Internacional del Libro de Guadalajara 2025, en la mesa “Ciencia y tecnología cuántica cien años después”, coordinada por el físico Alejandro Frank, miembro de El Colegio Nacional, con la participación del también físico Roberto de Jesús León Montiel.
León Montiel explicó que estos proyectos buscan obtener imágenes más detalladas de cuerpos celestes, pero también se emplean para el posicionamiento de objetos, de manera similar a una técnica llamada LiDAR, una tecnología de teledetección que utiliza pulsos de luz láser para medir distancias y crear modelos 3D de alta precisión.
“Otra aplicación importante —dijo León Montiel— es que usamos esa tecnología para la encriptación de información en canales de comunicación óptica ultrasegura”, evitando el espionaje y la filtración de datos.
El investigador señaló que, aunque los conceptos cuánticos suelen percibirse como “raros o esotéricos”, hoy permiten desarrollar tecnologías concretas. Destacó tres líneas principales: cómputo cuántico, sensores basados en fenómenos cuánticos y sistemas de imagen desarrollados. El grupo que encabeza en el Laboratorio de Micro y Nanofotónica de la UNAM desarrolla investigaciones en esos tres rubros.
Con respecto al cómputo cuántico, explicó que utiliza menos recursos y tiene mayor capacidad. A manera de ejemplo, dijo que la diferencia entre los bits clásicos (con los que funcionan las computadoras tradicionales) y los qubits es que los primeros solo funcionan con 0 o 1, mientras que los segundos pueden ocupar ambos estados simultáneamente.
Esto permite reducir drásticamente los recursos necesarios para codificar información. “Para enviar una frase de 16 palabras se requieren 64 bits clásicos. Con qubits, solo necesitaríamos cuatro”, señaló. Este principio explica el creciente interés mundial en la computación cuántica y su potencial para resolver problemas complejos con mucha mayor eficiencia.
En cuanto al sensado cuántico —que utiliza dispositivos capaces de medir con sensibilidad extremadamente alta gracias a propiedades cuánticas—, el investigador explicó aplicaciones del “efecto de tunelamiento”, tema central del Premio Nobel de Física de 2025.
A través de un ejemplo con anillos superconductores, mostró cómo dispositivos extremadamente sensibles pueden detectar variaciones mínimas en campos magnéticos. Estos sensores, indicó, ya permiten medir los campos generados por impulsos nerviosos en el cerebro, lo que abre la puerta al mapeo de conexiones neuronales con alta resolución.
Al hablar de sistemas de imagen, León Montiel comentó que su equipo trabaja con detectores capaces de contar fotones individuales y analizar la estadística de la luz proveniente de distintas fuentes —como lámparas, láseres o emisores de un solo fotón—.
“Podemos ver cómo llega cada paquete de luz al detector y usar esa información para hacer tecnología”, afirmó.
El grupo también desarrolla técnicas de imagenología cuántica capaces de distinguir múltiples emisores de luz incluso cuando las cámaras convencionales solo muestran un punto borroso. Esto ha permitido identificar fuentes múltiples en experimentos y podría aplicarse a la observación astronómica de cuerpos celestes imperceptibles con métodos tradicionales.
Estos desarrollos han dado lugar a solicitudes de patente, diseños industriales y registros de software ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial. El proyecto cuenta con apoyo de la UNAM y del organismo de Ciencia y Tecnología de la Ciudad de México. “Esto nos permite generar tecnología en México que ya ha llamado la atención de muchas instituciones”, dijo el científico.
Sin embargo, reconoció que aún no existen artículos científicos que expliquen muchos de los fenómenos físicos observados en el laboratorio. Por esta razón, están trabajando con físicos teóricos, como Alejandro Frank, para entenderlos. “Estamos observando cosas muy raras, y no hay literatura que nos explique esos efectos”.
Antes de presentar los desarrollos tecnológicos que se están realizando en México con el uso de la teoría cuántica, Alejandro Frank hizo un repaso de la evolución del concepto de física: desde que Newton demostró que la luz se compone de colores visibles, pasando por los debates sobre si la luz es onda o partícula, hasta las discusiones entre Albert Einstein y Niels Bohr y las reflexiones de Schrödinger.
El que vino a dar lata, explicó Frank, fue el mismísimo Alberto Einstein, que en 1905 presentó la teoría ondulatoria del mundo, “que se llama el efecto fotoeléctrico y, de hecho, a pesar de haber hecho maravillas con la teoría de la relatividad, lo que le dio el premio Nobel fue este trabajo, en el que mostró que la luz se comporta de distinto forma ante ciertos fenómenos”.
En torno a la revolución cuántica, el físico comentó que esta nueva corriente detonó una revolución filosófica, “a tal grado que, poco a poco, a los grandes científicos de la época los llevó a dudar si la realidad existe o no, independientemente de nosotros”.
Ahora, en 2025, Frank y su equipo trabajan en una nueva lectura. La propuesta, denominada “Teoría de Tlalpan”, plantea que “las partículas cuánticas no solo viajan hacia el futuro, sino también hacia el pasado. Y hacen eso porque no saben para dónde es el futuro. No lo saben, no hay manera de saberlo. En lo macroscópico sí. La física nos dice que las cosas tienden a desordenarse. Y eso define una dirección del tiempo, pero solo en nuestro mundo macroscópico. Entonces, estamos desarrollando esta teoría con dos direcciones en el tiempo”, concluyó.