Física, mecánica y computación cuántica: qué son y cómo se relacionan
Ciudad de México, México, 28 de marzo de 2026.-La física cuántica, la mecánica cuántica y la computación cuántica son tres conceptos relacionados entre sí, pero que en ocasiones se confunden. La física cuántica es el campo de la física que permite entender el mundo a escala subatómica; la mecánica cuántica es la formulación teórica y matemática que describe estos fenómenos (por ejemplo, la ecuación de Schrödinger y el principio de incertidumbre); y la computación cuántica es la aplicación tecnológica de esos principios para crear algoritmos que procesan la información de manera diferente a los convencionales y, en algunos problemas, de forma mucho más eficiente y veloz.
En este sentido, la computación cuántica no se entiende sin la física cuántica y, en particular, sin la mecánica cuántica que la fundamenta. Al mismo tiempo, los avances en computación cuántica permitirán al ser humano hacer cálculos y operaciones matemáticas a una escala nunca vista, lo que podría acelerar el conocimiento científico.
Revolución en la física
Hace aproximadamente un siglo, la física experimentó una profunda revolución. Durante siglos, las leyes de la física clásica habían servido para explicar el comportamiento del mundo que nos rodea. Entre ellas estaban las leyes de Newton, que describen el movimiento de los objetos, así como teorías fundamentales como el electromagnetismo o la termodinámica. Cuando los científicos comenzaron a estudiar la materia a escala atómica, comprobaron que estas teorías no bastaban para explicar ciertos fenómenos, que parecían regirse por reglas diferentes.
En 1900, Max Planck estudiaba la radiación de los llamados cuerpos negros, objetos que absorben y emiten radiación. La física clásica predecía que la intensidad de esa radiación aumentaría indefinidamente con la frecuencia de la luz, pero los experimentos mostraban lo contrario: a frecuencias altas la intensidad disminuye, y las ecuaciones clásicas no explicaban el fenómeno. Para resolver esta contradicción, Planck propuso que la energía no se intercambia de forma continua, sino en pequeñas cantidades discretas llamadas cuantos cuyo tamaño está definido por una constante que lleva el nombre de su descubridor, la constante de Planck.
En 1905, Albert Einstein propuso que la luz está formada por partículas llamadas fotones, cuantos de energía cuya magnitud depende de la frecuencia de la luz y está determinada por la constante de Planck. Esta idea ayudó a explicar por qué la luz puede comportarse tanto como una onda como como una partícula. Dos décadas después, a mediados de los años veinte, físicos como Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger desarrollaron las primeras formulaciones matemáticas de la mecánica cuántica, la teoría que describe el comportamiento de la materia y la energía a escala microscópica.