Alrededor de 120 físicos de distintas regiones del mundo participan de la reunión “It from Qubit” que se realiza hasta el 13 de enero en el Instituto Balseiro de la UNCuyo, en Bariloche. De Latinoamérica, hay 30 participantes, de Argentina, Chile, Uruguay y Brasil, pero también intervienen físicos de los Estados Unidos y Canadá, Japón, China, Israel, Irán, India, y de países europeos como Inglaterra, España, Holanda y Alemania.

Los expertos se proponen entrecruzar ideas y herramientas teóricas en campos como la mecánica cuántica, la relatividad general y la información cuántica. Las distintas comunidades buscan explicar el espacio-tiempo desde la información cuántica (“qbuit”), o en otras palabras, si la realidad (“it”) surge de fenómenos cuánticos. 

La relatividad general, planteada por Einstein hace más de un siglo, explica la gravedad como una geometría del espacio-tiempo y explica fenómenos a grandes escalas. La mecánica cuántica, por el contrario, logra entender fenómenos a pequeñas escalas, en las interacciones de las partículas. Uno de los grandes desafíos es unificar ambas posturas, y ahí entra en juego la información cuántica, que busca explicar por ejemplo la gravedad en objetos como los agujeros negros.

Uno de los expositores invitados es Gerardus 't Hooft, premio nobel en Física de 1999, que es reconocido a nivel mundial por la profundidad y originalidad de sus ideas, entre las que se cuentan por ejemplo la del “principio holográfico” del universo. También el graduado del Balseiro Juan Martín Maldacena, que trabaja el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (donde trabajó Einstein). 

Más sobre “It from Qubit”

La reunión internacional comenzó con un workshop que duró tres días y en el que destacados investigadores expusieron sobre áreas científicas que incluyen cuerdas y campos cuánticos, gravedad cuántica, e información cuántica. Continúa hasta el sábado 13 con una escuela dirigida estudiantes de doctorado y posdoctorandos que trabajan en áreas vinculadas, con actividades como clases, debates y sesiones de resolución de problemas además de seminarios informales.

“Esta reunión está inscripta dentro de la colaboración ‘It from Qubit’, que es financiada por la Fundación Simons. Esta colaboración reúne 17 investigadores de distintas partes del mundo, además de postdocs y estudiantes de doctorado con el objetivo de investigar las conexiones entre la teoría de información cuántica, la gravedad y la teoría de campos. En otras palabras, de entender como la física fundamental se relaciona con la teoría de la información”, explicó una de las organizadoras locales, la doctora en Física, Marina Huerta.

“Uno de los objetivos principales es ‘decodificar el holograma’, entender cómo funciona la teoría de la gravedad cuántica en términos de física no gravitatoria, el ‘holograma’ formulado por Juan Martín Maldacena. La organización de la escuela para estudiantes avanzados es parte del objetivo de formar una nueva generación de físicos que sea capaz de hablar el lenguaje tanto de la física de altas energías como de la teoría de información cuántica”, agregó su co-equiper el doctor en Física, Horacio Casini.   

Huerta y Casini destacaron la participación de Juan Martín Maldacena, integrante de la colaboración “It From Qubit”, impulsor de la reunión en Bariloche y miembro del comité organizador internacional.

Luego de exponer en el workshop, Maldacena estará al frente de la escuela con una clase sobre “Agujeros negros y la paradoja de la información perdida”. “La idea es encontrar conexiones entre las comunidades que trabajan en información cuántica y en gravedad, y entender cómo la información cuántica se organiza y se transforma cuando uno tiene sistemas gravitatorios. Uno de los temas que buscamos entender es cómo los agujeros negros procesan la información cuántica”, contó Maldacena. Consultado por la elección de Bariloche para la reunión dijo: “Acá está el grupo de Casini, Huerta y Torroba que están trabajando en temas en esta dirección”.

Por su parte, el premio nobel en Física Gerardus 't Hooft explicó que la reunión “Forma parte de una gran serie de encuentros sobre estos temas. Me gusta el título de esta reunión, ‘It from Qubit’ aunque se podría llamar ‘Qubit from it’. El encuentro sirve para escuchar qué piensa otra gente de los problemas en los uno trabaja. Queremos estar en contacto, intercambiar ideas”. Gerardus 't Hooft obtuvo el premio junto con Martinus Veltman por “elucidar la estructura cuántica de las interacciones electrodébiles (una de las fuerzas de la naturaleza que son descriptas por el modelo Estándar de la física de partículas).

El doctor 't Hooft hizo importantes contribuciones a la teoría cuántica de partículas elementales, y sus trabajos subyacen muchos de los temas de interés para la colaboración “It from Qubit”. “En particular, él fue un pionero indicando en 1993 que la consistencia de la existencia de agujeros negros con la mecánica cuántica implicaba que la teoría de la naturaleza debería ser holográfica”, contó Casini.

“Con su principio holográfico, ‘t Hooft planteó que detrás de la apariencia de cuatro dimensiones de nuestro universo, de tres dimensiones espaciales y el tiempo, debería haber una formulación de solo tres dimensiones, con una dimensión menos”, dijo Huerta. Y explicó que desde una perspectiva diferente, Juan Martín Maldacena en 1998 presentó una realización concreta de una teoría holográfica.

Otro de los expositores, Alexei Kitaev, de Caltech, destacó que en la reunión hay gente que trabaja en temas similares. “En mi trabajo pensamos en cómo la información está escondida en los agujeros negros y en cómo recuperarla. Hay aspectos de la información cuántica que podrían ser útiles para comprender cómo inventar algoritmos para la computación cuántica, aunque muchos de los que estamos aquí interesados en la gravedad cuántica no entendemos la pérdida de información cuántica”, contó el investigador.

Ante la consulta sobre la importancia del encuentro, Kitaev destacó: “Es lindo hablar con distintas comunidades de físicos. La mayoría de la gente que está acá viene de la física de partículas de altas energías o de materia condensada y traen consigo distintas ideas. Por supuesto es muy bueno poner las ideas juntas y ver si encontramos algo nuevo”.