El radar cuántico

Estamos viviendo una revolución en la investigación de nuevas formas de posicionamiento, navegación y detección. Hace unos años, ya se hacía referencia en este blog a un novedoso sistema de posicionamiento llamado "Brújula cuántica". Hoy en día a este sistema se le conoce como QPS (Quantum Positioning System) en contraposición al GPS. Ver post dedicado a ello. 

Una parte fundamental de lo que significa esta revolución tiene que ver con la física desarrollada en los años 30. Por quel entonces solo eran ideas en forma teórica, pero hoy en día ya son realidades muy prometedoras que tendrán amplia aplicación en aviación y defensa. Una de estas aplicaciones es el llamado radar cuántico. Un nuevo sistema de radar capaz de detectar a cualquier avión "Stealth".

En la novela "Acordes para un lamento" (Ed. Bubok. 2020), el intrépido protagonista investigaba un sistema de detección acústico, basado concretamente en los armónicos emitidos por los motores para detectar todo tipo de aviones fueran o no sigilosos. Aquello, aunque técnicamente posible, era pura imaginación del que escribe este post. Hoy esta capacidad ya se está haciendo realidad con las nuevas tecnologías cuánticas.

Todo es cuántico hoy en día. Estos modernos sistemas utilizan a menudo la palabra "cuántico", pero ¿a qué se le puede llamar "cuántico" en este contexto? Según muchos reconocidos expertos, la "cosa cuántica" implica algo muy curioso y a primera vista contraintuitivo, denominado entrelazamiento o "entanglement" en inglés.

El entrelazamiento

La primera vez que escuché este "palabro" recuerdo que estaba destinado en el norte de Italia durante las operaciones de Paz para la antigua Yugoslavia. Por aquel entonces (finales de los 90), lo de Internet no era como ahora. A penas existía información científica a nivel divulgativo fácil de asimilar (...como este Blog) y me costó bastante primero creerlo y luego encontrar algún texto donde medio entenderlo. 

Todo esto empezó con un experimento mental propuesto por Albert Einstein, Boris Podolsky y Nathan Rosen en 1935. A este experimento se le llamó  paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen o paradoja EPR, y proponía un problema que los científicos que studiaban la mecánica cuántica de entonces no podían resolver. Desde mediados de los 70, gracias al desarrollo tecnológico, se han podido llevar a cabo numerosos experimentos para comprobar esta teoría y todos daban la razón a los que estudiban la mecánica cuántica. 

El que yo leí en los 90 describía una fuente de emisión que disparaba fotones hacia un dispositivo que los dividía en dos partes. Desde ese punto, los nuevos fotones viajaban en direcciones distintas y en su camino impactaban con un espejo especial que dejaba pasar o reflejaba aleatoriamente los fotones. Un sensor al final del trayecto medía las características del fotón.   

Lo que resultaba aparentemente increíble es que los fotones pudiesen ser reflejados o traspasar el espejo a la vez. Esto era estadísticamente imposible pero ocurría. Además, el foton detectado en uno de los sensores indicaba que el otro tenía también las mismas propiedades. De alguna manera ambos fotones estaban comunicados a una gran distancia. Era como si la información contenida en uno  de ellos viajara más rápido que la velocidad de la luz para comunicarle al otro esas propiedades. La cosa no era así. No se violaba ninguna ley física, pero de alguna manera ambos fotones estaban "enlazados". Este efecto poco intuitivo se denominó en inglés "Spooky action at a distance", pero el efecto en sí, aunque contraintuitivo, era muy real. Ya se sabe que la física cuántica tienen cosas muy raras.

El radar cuántico

Con estas propiedades ya descubiertas, solo había un paso para empezar a pensar en las aplicaciones prácticas de este efecto. Basado en el esquema teórico del físico Seth Lloyd, la cuestión era lanzar fotones para que que cuando estos rebotaran en un objeto, los fotones entrelazados que quedaban en el interior de nuestro dispositivo pudiesen ser comparados con los fotones que regresaban. La comparación de los fotones retenidos y los rebotados nos dará mucha información sobre el objetivo.  

La idea es distinguir la radiación enviada originalmente de fuentes fuertes de ruido, detectar objetos que de otro modo serían indetectables, como aviones furtivos, y mantener ocultos a los operadores de radar.