La velocidad de las computadoras ya no alcanza: la gran carrera tecnológica actual es lograr el “ordenador cuántico”, una supercomputadora revolucionariamente más potente que las existentes hoy. Grandes empresas informáticas y gobiernos están detrás de ella. La NASA también, según los documentos revelados por el entonces agente Edward Snowden. El problema para lograrla son los materiales. Y a esa búsqueda aportaron los tres científicos británicos que ayer se alzaron con el Premio Nobel de Física: lograron nuevas perspectivas en el desarrollo de materiales innovadores que podrían tener aplicaciones en la próxima generación de la electrónica.

David Thouless, Duncan Haldane y Michael Kosterlitz fueron galardonados por sus investigaciones sobre los estados “exóticos” de la materia, que en el futuro podrían ayudar a crear estos ordenadores cuánticos.

Los tres científicos descubrieron inesperados comportamientos de la materia y concibieron el marco matemático para explicar esas extrañas propiedades. “Sus descubrimientos permitieron avances en la comprensión teórica de los misterios de la materia”, describió la Fundación Nobel.

Es que en lo más profundo del corazón de la materia se esconde un mundo exótico. Los átomos oscilan en sincronía o forman parejas de vórtices microscópicas. Ese tipo de fenómenos, que normalmente se producen a temperaturas muy bajas, pueden generar sorprendentes nuevas cualidades materiales. A temperaturas bajísimas, algunos metales pierden toda resistencia eléctrica, mientras que líquidos ultrafríos se deslizan hacia arriba ante la fuerza de la gravedad de las paredes del recipiente que los contiene. Esos raros comportamientos a escala microscópica vienen dictados por las leyes de la física cuántica.

Eso estudiaron los tres científicos premiados. Thouless, de 82 años, nacido en Escocia, es profesor emérito en la Universidad de Washington en Seattle (noroeste de Estados Unidos). Obtuvo la mitad del premio, es decir 417.000 euros. La otra mitad será repartida entre Haldane, de 65, nacido en Londres, que enseña en la universidad estadounidense de Princeton (Nueva Jersey), y Kosterlitz (74), también escocés, de la Universidad Brown en Providence (Rhode Island, Estados Unidos).

“La mayoría de los grandes descubrimientos se producen de esta manera: te caen encima y tienes la suerte de darte cuenta que estás ante algo muy interesante”, declaró Haldane tras anunciarse el premio.

“Los premiados de este año abrieron la vía a un mundo desconocido donde la materia puede pasar por estados exóticos. Emplearon métodos matemáticos para estudiar fases o estados inhabituales de la materia, como los superconductores, los superfluidos y las cintas magnéticas finas”, explicó la Fundación Nobel.

Los superconductores son materiales capaces de conducir corriente sin ofrecer resistencia (es decir, sin generar calor) y además no permiten que un campo magnético externo penetre en su interior.

Thouless, Haldane y Kosterlitz estudiaron los “aislantes topológicos”, una nueva forma de materiales cada vez más conocidos en los últimos diez años. Estos superconductores tienen aplicaciones potencialmente revolucionarias para concebir ordenadores cuánticos.

Los grandes grupos informáticos y los laboratorios de investigación trabajan desde hace años sobre los ordenadores cuánticos, que serían mucho más potentes que los actuales, pues son capaces de utilizar sorprendentes propiedades de las partículas, lo que permite escapar de las reglas de la física clásica.

La información más elemental de los ordenadores actuales es un “bit”, un sistema necesariamente binario (0 o 1). Un ordenador cuántico usaría “quantum bits” o “qubits”, capaces de tener varios valores al mismo tiempo y, potencialmente, hacer un mayor número de cálculos de forma paralela, lo que reduciría enormemente el tiempo necesario para realizar una tarea.

La principal dificultad para concebir semejante computadora es que es particularmente frágil: hay que aislar individualmente todas sus partículas de influencias exteriores para preservar su estado cuántico, lo que requiere temperaturas muy bajas y cámaras protegidas contra radiaciones electromagnéticas.

Y aquí entran en juego esos “aislantes topológicos”, que tienen las particularidad de conservar sus propiedades en estados “extraños” o “exóticos”, como el frío extremo.