La física cuántica, también conocida como mecánica ondulatoria, es la rama de la física que estudia el comportamiento de la materia cuando las dimensiones de ésta son tan pequeñas, en torno a 1.000 átomos, que empiezan a notarse efectos como la imposibilidad de conocer con exactitud la posición de una partícula, o su energía, o conocer simultáneamente su posición y velocidad, sin afectar a la propia partícula (descrito según el principio de incertidumbre de Heisenberg).
Surgió a lo largo de la primera mitad del siglo XX en respuesta a los problemas que no podían ser resueltos por medio de la física clásica.
Los dos pilares de esta teoría son:
• Las partículas intercambian energía en múltiplos enteros de una cantidad mínima posible, denominado quantum (cuanto) de energía.
• La posición de las partículas viene definida por una función que describe la probabilidad de que dicha partícula se halle en tal posición en ese instante
• La posición de las partículas viene definida por una función que describe la probabilidad de que dicha partícula se halle en tal posición en ese instante
Un poco antes, los físicos –también norteamericanos- Bardeen, Brattain y Shockley, que trabajaban en los laboratorios Bell, habían inventado el transistor, producto en gran parte de la aplicación de la mecánica cuántica a la física de materiales, y casi al mismo tiempo John von Neumann elaboraba su teoría de los autómatas, origen de la robótica moderna.
Sin duda, estos descubrimientos han sido decisivos para el desarrollo en la práctica de los conceptos de la teoría de la información, y es innegable que la teoría cuántica desempeña un importante papel en la comprensión profunda de los elementos físicos necesarios para este desarrollo.
Es conveniente distinguir el papel de la teoría cuántica en el desarrollo de la instrumentación relacionada con la información de lo que realmente es la información cuántica, la cual posee ciertas características radicalmente diferentes de la información ordinaria o usual (“clásica”).
El qubit, nueva unidad de información
La unidad estructural de la información clásica es el bit (palabra derivada de binary digit), que representa una elección entre dos posibilidades a las que se asigna el valor uno o cero, respectivamente. Las “puertas lógicas”, sobre las que se estructura dicha información, se basan en ese elemento estructural, el bit.
Ahora bien, lo que distingue esencialmente la información cuántica de la clásica o usual es la existencia en aquélla de una nueva unidad de información, el qubit (acrónimo de quantum bit), sin paralelismo en ésta.
Un qubit representa una superposición de los bits 0,1 que se realiza en un mundo estrictamente cuántico, ya que en nuestro mundo clásico tal superposición se reduce necesariamente a uno de sus componentes 0, 1, con probabilidades respectivas que dependen del estado cuántico en cuestión (el famoso “colapso” del estado cuántico que se produce al medir el mismo).
La existencia de qubits, junto al hecho de que dos o más de éstos puedan combinarse en los llamados estados “entrelazados” (entangled), abre un abanico de posibilidades en el dominio de la información completamente desconocidas hasta la fecha.
La principal característica de un estado entrelazado es la presencia de correlaciones cuánticas entre sus componentes, los cuales hacen que las propiedades de aquél no puedan ser analizadas sólo en términos de las de estos últimos.
En Medicina
En la medicina, la teoría cuántica es utilizada en campos tan diversos como la cirugía láser, o la exploración radiológica. En el primero, son utilizados los sistemas láser, que aprovechan la cuantificanción energética de los orbitales nucleares para producir luz monocromática, entre otras característcias. En el segundo, la resonancia magnética nuclear permite visualizar la forma de de algunos tejidos al ser dirigidos los electrones de algunas sustancias corporales hacia la fuente del campo magnético en la que se ha introducido al paciente.
Aplicaciones
El marco de aplicación de la Teoría Cuántica se limita, casi exclusivamente, a los niveles atómico, subatómico y nuclear, donde resulta totalmente imprescindible. Pero también lo es en otros ámbitos, como la electrónica (en el diseño de transistores, microprocesadores y todo tipo de componentes electrónicos), en la física de nuevos materiales, (semiconductores y superconductores), en la física de altas energías, en el diseño de instrumentación médica (láseres, tomógrafos, etc.), en la criptografía y la computación cuánticas, y en la Cosmología teórica del Universo temprano.
Teoría cuántica
La Teoría Cuántica nos habla de la probabilidad de que un suceso dado acontezca en un momento determinado, no de cuándo ocurrirá ciertamente el suceso en cuestión.
Cualquier suceso, por muy irreal que parezca, posee una probabilidad de que suceda, como el hecho de que al lanzar una pelota contra una pared ésta pueda traspasarla. Aunque la probabilidad de que esto sucediese sería infinitamente pequeña, podría ocurrir perfectamente. La teleportación de los estados cuánticos (qubits) es una de las aplicaciones más innovadoras de la probabilidad cuántica, si bien parecen existir limitaciones importantes a lo que se puede conseguir en principio con dichas técnicas. En 2001, un equipo suizo logró teleportar un fotón una distancia de 2 km, posteriormente, uno austriaco logró hacerlo con un rayo de luz (conjunto de fotones) a una distancia de 600 m., y lo último ha sido teleportar un átomo, que ya posee masa, a 5 micras de distancia. 
