Pablo Jarillo-Herrero: «Ya hay tecnología para descarbonizar la energía; es cuestión de voluntad política»

VALÈNCIA. El descubrimiento del ángulo mágico al que, rotando dos capas de grafeno superpuestas, el material es capaz de pasar de aislante a superconductor le valió a Pablo Jarillo-Herrero (València, 1976) el reconocimiento mundial y le situó en el epicentro de la segunda revolución cuántica. Hoy el laboratorio en el que trabaja en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts ) lleva sus apellidos y es uno de los nombres que generan más respeto y admiración a nivel global, como se ha puesto de manifiesto en el reciente evento Frontiers in Quantum Materials and Devices (Las fronteras en materiales y dispositivos cuánticos) celebrado en el Veles e Vents, que ha reunido a la élite de la investigación en el campo científico que marcará el cambio de ciclo tecnológico este siglo.

— ¿Por qué era importante la reunión de València?, ¿cuál es la clave ahora mismo en materiales y tecnologías cuánticas?

— Me hacía ilusión organizar una conferencia en València de alto nivel y todo el mundo a quien se lo propuse dijo que sí. Tenemos instituciones detrás como la Fundación Moore que, a través del Center for Integrated Quantum Materials (CIQM), nos han promocionado. Este evento se engloba en el contexto del estudio de los materiales cuánticos, aquellos que tienen unas propiedades desde el punto de vista de la física cuántica más complejas y que pueden dar lugar a comportamientos más espectaculares.

— En enero pasado publicaste un paper con un grupo de investigadores titulado Materials and devices for fundamental quantum science and quantum technologies. ¿Era la referencia?

— Es un review. Los ingenieros trabajan en diversas tecnologías cuánticas, pero no está claro que los materiales que están utilizando, con los que han empezado, sean los mejores. Gran parte de ellos tienen limitaciones serias y quizás a gran escala no se puedan seguir utilizando. Hay muchos científicos investigando en la siguiente generación de materiales cuánticos, con propiedades más avanzadas, que quizás puedan ser más interesantes. 

— Europa está en una carrera por sustituir los materiales que presentan problemas geoestratégicos, o de escasez, o cuya obtención genera más impacto por el medio ambiente, por otros materiales abundantes. ¿Vosotros venís a ‘complicar’ aún más el tema?

— Depende de cómo lo mires. El estudio de nuevos materiales y de sus propiedades básicas es un proceso muy largo. En ese sentido uno podría decir que es como empezar de nuevo. No es así, pero para muchas cosas se tiene que dar un paso atrás y empezar a investigar las propiedades más básicas, porque a veces te encuentras con limitaciones y sabes que no puedes ir más allá. 

— ¿Te atreves a apuntar ya cuáles serán los materiales del futuro?

— Gran parte de la tecnología de computación cuántica se basa en el aluminio, que es un material superconductor a temperaturas de 1 grado kelvin (-272,15 grados centígrados). Toda la tecnología se tiene que hacer en unos aparatos muy complicados, los refrigeradores por dilución, que son muy caros y usan un gas llamado Helio-3 que tiene poquísima abundancia. Con lo cual, será difícil que se haga computación cuántica con aluminio como material superconductor a gran escala. A largo plazo probablemente tendremos que encontrar otro material superconductor a más alta temperatura. Si es que la tecnología cuántica con superconductores es la más conveniente, porque hay otras opciones. Este tipo de procesos llevan décadas.

— En el paper decís: «los científicos urgen a levantar barricadas contra las bromas del marketing». Hay algo de esto, ¿verdad? Una tendencia a vender cosas que no existen, que añade ruido. Pero ese tipo de corrientes ayuda también a movilizar fondos para investigación.

— Es una situación un poco complicada. Los científicos lo llamamos el hype de los materiales y las tecnologías cuánticas. Es importante que la gente esté ilusionada y se mantenga un poco al día de lo que ocurre, pero al mismo tiempo la sociedad y sobre todo los políticos son muy impacientes. Hoy en día todo se mueve muy rápido, pero cuando se trata de física básica, de ciencia de materiales, es muy normal que los procesos lleven décadas. Desde que se hicieron los primeros transistores de germanio hasta que tuvimos los ordenadores personales en las casas pasaron cuarenta o cincuenta años y es una escala de tiempo muy normal.

— ¿Cómo es tu relación con el mundo de la administración, con la política?

— El apoyo público a la investigación básica es fundamental. Durante las últimas décadas ha ido bajando un poco y en algunos casos ha sido sustituido por fundaciones privadas sin ánimo de lucro. Normalmente eso no basta. Mi grupo es bastante afortunado, pero hay gente muy buena que no tiene suficiente financiación. El presidente del MIT se reúne a menudo con la clase política americana, viaja a Washington habitualmente y tiene influencia en la toma de decisiones allí, porque son personas a las que los políticos y sus asesores escuchan. Los científicos a pie de cañón de vez en cuando hablamos con políticos, pero no tan a menudo. Hace poco vi al premio Nobel Steve Chu, que fue secretario de Energía durante la época de Obama, y le conocí cuando me entregó un premio presidencial. Cuando estaba en el cargo me reuní con él muy brevemente; no diría que tuviera particular influencia en estas cosas.

cuánticos: computación, simulación, comunicaciones y sensorización y metrología, a los que se añadiría el tema de la energía. ¿Cuál crees que está más maduro, más avanzado?

— Las comunicaciones cuánticas son algo que ya se hace comercialmente, aunque a pequeña escala. Se rigen por las leyes de la física cuántica, que son un poco distintas de las de la comunicación clásica, y muchísimo más seguras. Todavía es caro y no tenemos el suficiente ancho de banda, pero ya existen empresas que ofrecen dispositivos para hacerlo. El tema de los sensores cuánticos está más relacionado con la física fundamental, y ya se usan como parte de la investigación básica. Son muchísimo más sensibles que los que utilizamos con otras tecnologías. El ejemplo que más me gusta es el de LIGO Lab de Caltech, el observatorio que detectó las ondas gravitacionales que predijo Einstein hace cien años. Es capaz de detectar el movimiento relativo entre dos espejos separados a cuatro kilómetros con una sensibilidad menor al tamaño del núcleo de un átomo. Imagínate si pudiéramos hacer un desarrollo de esto y ser sensibles a toda la cantidad de estímulos electromagnéticos, gravitatorios, químicos, de todo tipo, a una escala miles de millones de veces mayor que la que tenemos actualmente.

— En la feria Laser World of Photonics de esta primavera en Múnich se lanzó un nuevo certamen de tecnologías cuánticas, el World of Quantum. ¿Marketing?

— Hay que tener mucho cuidado con el hype. Hay mucho dinero que se está malinvirtiendo, gente que se está lanzando de una manera muy rápida, pero no tiene sentido cómo lo están haciendo porque no tenemos todavía el conocimiento básico necesario. Eso ocurre habitualmente, pasó con las puntocom y en parte con la inteligencia artificial. Tiene que ver con la naturaleza humana. Hace 200 años, cuando se descubrieron los electrones le preguntaron a Faraday para qué servía eso de la electricidad y dijo: «No tengo ni idea, pero algún día lo gravaréis con impuestos». 

— La segunda revolución cuántica está en diálogo con otras disciplinas que tienen que ver con la información, con la inteligencia artificial, con el software. ¿Os estáis influyendo mutuamente?

— La segunda revolución cuántica pretende utilizar la física cuántica a un nivel más profundo. La física de semiconductores que ha dado lugar a la tecnología que conocemos hoy utiliza la mecánica cuántica a un nivel, por decirlo de alguna manera, simple, básico. Hay un grado más sofisticado con conceptos de superposición, de entrelazado, que aún no se usa en tecnología de manera masiva, solo para experimentos científicos concretos, como el LIGO. A finales del siglo XX, los físicos se empezaron a dar cuenta de que hay una relación muy profunda entre la mecánica cuántica y la teoría de la información. Cuando utilizamos información, hay unos procesos fundamentales físicos que determinan cuánta información, cómo de rápido o qué consumos energéticos van asociados. Por eso, cuando se habla de información cuántica, hay ingenieros de teoría de la información y matemáticos que también trabajan en ello. Ahora se plantea cómo puede ayudar la física cuántica a la inteligencia artificial y viceversa. Porque la inteligencia artificial es un proceso de reconocimiento y transmisión de información. Busca cosas relacionadas con la realidad y el mundo se rige por las leyes de la física, no solo de las matemáticas. Es algo muy profundo, tiene consecuencias para el tipo de algoritmos que hacen los ingenieros de ciencias de la computación.

«No veo ninguna razón para que España tenga un Rafael Nadal, un Real Madrid, un Valencia CF o tres de los veinte mejores restaurantes, pero no una de las mejores universidades del mundo»

— «Con suerte los descubrimientos producirán arquitecturas escalables», decís también en el paper. Este es el mensaje. Es difícil levantar barricadas para que la gente no se entusiasme, sobre todo ahora que estamos llegando a los límites físicos de la Ley Moore. 

— No es obvio que vayamos a tener éxito. Hay que distinguir entre dos tipos de problemas. Uno puede encontrar un obstáculo a nivel de física fundamental que no le permite hacer algo. Por ejemplo, sabemos que no podemos transmitir información a una velocidad mayor que la de la luz, por lo tanto, si intentas hacerlo, simplemente, no. Otro tipo de problemas están relacionados con la ingeniería: no hay ninguna ley de la física que lo prohíba, pero es muy complejo y no hemos sido capaces de idear cómo hacerlo. Eso ocurre a menudo. Gente como yo nos ocupamos más del primer tipo de problemas. Una vez desarrollamos ese conocimiento básico, se lo pasamos a los ingenieros y en ocasiones te dicen: es superbonito desde el punto de vista de la física, pero ahí se queda, para los libros de texto. En ocasiones se queda dormido durante unas décadas hasta que aparece una tecnología que te permite hacer lo que antes no podías. Es un proceso complejo.

— El avance en materiales y tecnologías cuánticas es un esfuerzo colectivo, basado en la colaboración. ¿Es un síntoma que España tenga tan poca representación? El Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) sería quizás una excepción.

— La ciencia en España ha avanzado mucho en las últimas décadas. Tenemos un periodo oscuro de 40 años de dictadura en el que, si ya no íbamos muy avanzados, nos acabamos de retrasar del todo. Hay campos como la medicina y la biología en los que España ha sido más fuerte, pero en el de la física todavía no somos un país puntero. Hay grupos bastante buenos, hay científicos españoles aquí y en el extranjero excelentes, como Ignacio Cirac, que es uno de los físicos más prestigiosos del mundo en información cuántica y trabaja en Alemania. Pero no hay un ambiente de excelencia y una contribución puntera en tecnologías cuánticas o de información cuántica, del calibre de otros países, incluido Suiza, que es más pequeño que España. No veo ninguna razón en absoluto para que España tenga un Rafael Nadal, un Real Madrid, un Valencia CF o tres de los veinte mejores restaurantes, pero no tengamos una de las mejores universidades del mundo. No sé por qué una cosa no ocurre mientras que las otras sí. Todo requiere de recursos, tradición, experiencia, y al final es a lo que los políticos y la sociedad le dan importancia.

— No se trata de un problema de dinero solo. Hay más factores clave.

— Parte del problema es el dinero, pero no tanto. Tiene que ver con la cultura y la tradición científica y de emprendimiento de un país, de innovación, de aventura, de ser ambiciosos intelectualmente. Creo que falla más ahí. Visito habitualmente universidades españolas y algunas tienen mejores laboratorios que los que tengo yo en el MIT; tienen más dinero que yo. En el MIT hay muchas cosas muy avanzadas y otras en las que estamos ahí con duct tape (un tipo de cinta adhesiva) haciendo cosas en plan chapucero. Es más cuestión de ambición intelectual. El talento está muy distribuido por el mundo, de manera muy equitativa, y cuando tienes a mucha gente haciendo algo, al final sale alguien muy excepcional. Si hubiera más jóvenes interesados en la ciencia, que tuvieran rol models, surgirían figuras importantes y se crearía un ecosistema científico de alta calidad, de tradición de excelencia, de hacer las cosas muy bien, de tener imaginación, de ser arriesgado, de confiar en la gente joven.

— En tu espectacular descubrimiento sobre el ángulo mágico del grafeno está presente la idea de contribuir a materiales más eficientes desde el punto de vista energético. ¿Las tecnologías que implantemos ahora para propiciar la descarbonización de la economía, menos avanzadas que las que podrían derivarse de tus investigaciones, deberían verse como un punto intermedio?

— Sí y no. Sinceramente, creo que ya tenemos toda la tecnología y el conocimiento para descarbonizar la producción de energía a nivel mundial. Podríamos deshacernos del petróleo, del gas y, sobre todo, del carbón. En estos momentos es más cuestión de voluntad política, y de contrarrestar a los lobbies que hay detrás de la utilización de energías fósiles, que de desarrollo tecnológico. Es verdad que estamos generando conocimiento básico para un tipo de tecnologías que, en última instancia, serán más eficientes que las actuales. La fusión nuclear podría dar lugar a una fuente efectiva infinita de energía con muy bajo coste y sin polución. Si se logra, será increíblemente beneficioso para milenios posteriores de la humanidad. Lo que ocurre es que tenemos prisa; no tenemos milenios para parar el cambio climático. Para atenuarlo lo más posible, tenemos unas pocas décadas; hay una urgencia que no nos permite esperar al desarrollo de tecnologías basadas en el conocimiento básico que mi grupo está haciendo. Hay que contar con el que ya están desarrollando los ingenieros para mejorar las baterías y ciertos procesos. La sociedad debe tener mucho cuidado, porque hay un riesgo muy grave de que la vida en la Tierra, la sociedad, las estructuras políticas, el estado del bienestar, se vayan al garete porque los cambios climáticos lleven consigo una serie de situaciones geopolíticas que acaben en consecuencias desastrosas. Todos somos culpables de no cambiar nuestro estilo de vida de forma drástica para que esto no ocurra.

— Eres premio Wolf y Buckley y formas parte de ese selecto grupo de científicos españoles que son referentes mundiales. ¿Qué podemos aprender de vuestros éxitos? 

— El talento está uniformemente distribuido en la humanidad; se trata de crear oportunidades para que se cultive.

«A veces desarrollamos conocimiento básico, se lo pasamos a los ingenieros y te dicen: es superbonito desde el punto de vista de la física, pero ahí se queda, para los libros de texto»

— En tu caso, ¿cuáles fueron esas oportunidades?

— Ha habido personas que han afectado drásticamente la dirección de mi vida. Cuando estaba en el instituto, mi profesor de Física y Química, Mariano Celada, me invitó a participar en las Olimpiadas de Física. Lo hice y se me dio bien, y decidí pasar en la universidad las dos tardes libres a la semana que teníamos en el instituto, tomando clases de Física. Luego me fui a Londres un verano a aprender inglés trabajando de friegaplatos. No hay nada como estar doce horas en la cocina como para decir: «probablemente tengo que estudiar más, a ver si el verano que viene puedo hacer otra cosa». Allí le comenté a un profesor que quería ir a EEUU y me recomendó un grupo en Alemania. Yo no me lo había planteado, mis padres no habían ido a la universidad, yo era fresh generation, como dicen en EEUU, me iba a quedar en València y a vivir aquí siempre. Pero ha habido personas que me han abierto los ojos. Mis padres, cuando les dije que iba a intentar ser físico, me miraron con cara rara, pero siempre tuvieron mucha confianza en el sentido de «haz lo que te gusta, porque si es así te irá bien y serás feliz». Mis padres me han apoyado muchísimo; trabajaron muy duro para que yo pudiera tener las oportunidades que he tenido. 

* Este artículo se publicó originalmente den el número 93 (julio 2022) de la revista Plaza