"El ordenador cuántico será una realidad en 20 ó 30 años"

Un bollo de canela, una rosquilla y un bretzel –un dulce con dos agujeros–. Para explicar el Premio Nobel de Física del año pasado, Thors Hans Hansson, miembro del comité, mostró en la rueda de prensa los tres bollos. Aunque resulte sorprendente, estudiar las transiciones de fase topológica de la materia –que era lo que reconocía el premio– tiene que ver con el número de agujeros de estos dulces. A un topólogo poco le importa el sabor (al menos para diferenciarlos). En lo que se va a fijar es en la invariante topológica, que es la cifra de agujeros.

La topología describe las propiedades que permanecen intactas cuando un objeto se estira, se retuerce o se deforma. Dejando a un lado la repostería, los avances en los materiales topológicos serán decisivos para el santo grial de la computación: el ordenador cuántico. Su conductividad o sus propiedades para almacenar energía son idóneas en la carrera de la computación.

En esta competición lleva años enfrascada Claudia Felser (Alemania, 1962). La directora del Instituto Max Planck para la Química Física del Estado Sólido de Dresde (Alemania) calcula que el ordenador cuántico será una realidad dentro de unos veinte o treinta años. Felser ha participado en la Escuela Internacional de Verano Nicolás Cabrera, celebrada en la localidad madrileña de Miraflores de la Sierra y organizada por el Instituto Universitario de Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera y la Fundación BBVA.

Apasionada por estos materiales tan exóticos –que no deja de explicar imitándolos con sus manos–, la investigadora alemana sueña con que el espíritu emprendedor de Silicon Valley llegue a Europa para que el viejo continente lidere la carrera de la tecnología cuántica.

Trabaja con materiales topológicos que, hace unos años, ni estudiábamos en el colegio. ¿Su investigación cambiará los libros de texto?

Por supuesto. La forma en que observamos los materiales y todo lo que aprendemos sobre ellos depende de las gafas con los que los miremos [y se pone sobre sus ojos los dedos en forma de lentes]. Es una perspectiva totalmente diferente. Puedes tener materiales con una cierta simetría, que es un rasgo relacionado con la topología, y de repente muestran diferentes propiedades. No necesitas cambiar sus elementos, simplemente un cambio pequeño y las simetrías se modifican y muestran propiedades totalmente distintas. Es asombroso. Es como en el ADN.

El año pasado el Nobel de Física fue para el estudio de estos materiales. ¿El galardón ha impulsado la investigación en esta área?

Ya estaba muy activa, aunque el Nobel ha sido un capítulo que puede que la haya impulsado más. Hasta entonces no se le prestaba mucha atención. La gente trabajaba en silencio y, de repente, se reconoce más y más su impacto. Me gusta poder conectar de alguna manera física de altas energías, astrofísica, metafísica… Es la belleza del concepto completo, además de las aplicaciones que tiene.

¿Cuántos materiales topológicos conocemos? ¿Un centenar?

Incluso más. ¡Cada día hay nuevos! [Ríe]. Las predicciones para el futuro tienen que ver con un nuevo concepto relacionado con las propiedades topológicas de simetrías, si el material tiene rotación, si su estructura cristalina es como la del ADN… Entonces se hacen predicciones sobre lo que se espera, como propiedades inusuales, sorprendentes o cuánticas, que solo pueden tenerlas las partículas de física de altas energías, las de un agujero negro o en el universo. Después tienes que determinar cuál es el material, a partir de ese concepto y de sus propiedades.

¿Y cuáles son las propiedades más peculiares?

Los aislantes topológicos tienen el mismo comportamiento aislante en volumen, que permanece igual. Es decir, puedes coger un martillo y destruir su superficie pero por sus propiedades intrínsecas especiales, no puedes destruirlos. Ahora hay nuevas propiedades, como en los semimetales que tienen quiralidad –no se superponen con su imagen en un espejo– y me recuerdan al origen de la vida, al ADN. Son muy interesantes porque puedo utilizarlos para hacer investigaciones sobre química.

Entre sus aplicaciones está la computación cuántica. ¿Qué haremos con un ordenador cuántico que no podemos hacer ahora?

Las ecuaciones que no podemos solucionar en un ordenador normal las resolveremos de forma más eficiente. Será una nueva manera de hacer computación. De todas formas, ahora con estos smartphones [y coge el suyo] no necesitas un ordenador. Yo tengo un ordenador de Apple muy pequeño, pero todos mis datos están en la nube. Tuve un accidente hace tres años, que se me cayó una botella en la mochila y mi ordenador quedó destrozado. Al final pude salvarlo pero todo lo valioso de mi ordenador está en la nube.

¿Y cuándo será realidad el ordenador cuántico? La pregunta del millón.

[Ríe] Mi opinión personal es que entre veinte y treinta años. Hacen falta muchos cambios pero hay mucha gente trabajando en esto y hay mucho dinero invertido. Tendremos aplicaciones sorprendentes e interesantes, no tengo ninguna duda.

¿Qué es lo más difícil a la hora de desarrollar un ordenador de este tipo?

No soy experta en todos los campos de la computación cuántica pero creo que necesitas almacenar la información sin ninguna interacción con el entorno. En este sentido, los materiales topológicos pueden presentar ventajas respecto a otros conceptos basados en silicio.

¿En qué posición está Europa en la carrera de la tecnología cuántica en comparación con China o Estados Unidos?

Deberíamos hacer más. En Microsoft o en IBM, en Estados Unidos, se invierte mucho en dispositivos tecnológicos y nosotros deberíamos hacerlo. Todos los dispositivos que tenemos están fabricados en China y Asia. Tendríamos que trabajar para que las nuevas tecnologías vuelvan. El premio Nobel al GMR –magnetorresistencia gigante, un efecto mecánico cuántico cuyo descubrimiento recibió el galardón en 2007– fue para científicos europeos pero su aplicación está ahora en Estados Unidos y en China. Yo soy “muy fan” de apoyar a las start ups. Mi marido, Stuart Parkin, trabajó en Silicon Valley, en IBM. Aprendamos un poco de Silicon Valley. Se creó en los cincuenta y ahí sigue. Nunca es demasiado tarde. En Israel, en Tel Aviv, también están apostando por esto. Deberíamos hacer más en esa dirección, en materiales cuánticos y en sus aplicaciones.

Desde el Instituto Max Planck colabora con compañías privadas. ¿Cree que hace falta la unión entre la parte pública y la privada para que la investigación progrese?

Si comparas por ejemplo Stanford o Silicon Valley, yo tengo estudiantes que vienen de allí y dicen que quieren fundar su compañía. En Alemania no es fácil. Deberíamos ser más abiertos. No sé cómo es en España pero en mi país las compañías no hacen investigación. Para que haya innovación hacia la sociedad y para aportar nuevos conceptos a la vida, relacionados con la electricidad, o coches basados en hidrógeno, se necesita investigación en la universidad. No es sorprendente que Silicon Valley tenga éxito pero necesitas ese espíritu. Tel Aviv también tiene gran una historia de éxito. Necesitamos tener ese espíritu y no ser negativos con las aplicaciones porque es nuestro futuro.

Volviendo a su área de investigación, ¿desde niña le han interesado los materiales raros?

Siempre me ha interesado la física y la química. Era muy mala en lengua y me interesaba la filosofía. Me gusta leer libros sobre el origen del universo. En topología es muy agradable conectar física de altas energías, astrofísica y materiales. De un modo práctico hacemos materiales reales y pensamos en aplicaciones, pero también tiene un aspecto filosófico y eso es divertido.

En España no es común encontrar a mujeres en puestos de responsabilidad de instituciones científicas, como es su caso. ¿Qué debería cambiar?

Les deberían dar esos puestos. Yo he trabajado con mujeres españolas y son muy inteligentes. Con Maia Garcia Vergniory he escrito un artículo en la revista Nature. Es una científica española excelente y trabaja en Bilbao. Muy inteligente. También tengo otra amiga científica española, Roser Valentí, que está en Alemania, en Fráncfort.

Como comentaba, su marido también es científico. ¿Es más fácil compaginar horarios?

Sí, mucho más fácil [ríe]. Podemos escribir artículos juntos. Es muy romántico [vuelve a reír]. Los dos tenemos puestos de alta dirección, somos ambiciosos. A lo mejor el sábado que tenemos menos carga de trabajo decimos de montar en bici pero uno de los dos tiene que acabar un artículo o escribir algo. Y al final vamos al trabajo. Los de seguridad deben pensar “algo va mal en esta pareja” [ríe]. Pero en general está bien. Creo que es algo muy frecuente, como le ocurre también a Roser Valentí. Al final, tienes más soporte y comprensión.

¿Discuten sobre física?

Sí. Pero no solo sobre física [ríe]. Al estar mucho tiempo juntos, tenemos intereses comunes y uno muy importante es el avance de la ciencia. También tenemos la esperanza de traer un poco el espíritu de Silicon Valley a Europa.