Cuando terminó la escuela secundaria, María Florencia Pascual Winter decidió que quería estudiar Ingeniería Química. Pero más tarde se cambió a la carrera de Física. Los dos primeros años los cursó en la Universidad de Buenos Aires, y se recibió de Licenciada en Física en el Instituto Balseiro, en Bariloche. Más adelante completó la Maestría, el doctorado y un posdoctorado, en estadías intercaladas entre Argentina y Francia. En 2013 se estableció en Bariloche. Ahora acaba de recibir, junto a un colega colombiano, un reconocimiento internacional que se otorga a investigadores de países en desarrollo que han contribuido de forma significativa en el campo de la óptica: el premio “ICO-ICTP Gallieno Denardo”.

La ceremonia de entrega del prestigioso premio se realizó el martes 18 de febrero en el Centro Internacional de Física Teórica (ICTP, por sus siglas en inglés) “Abdus Salam”, en Trieste, Italia. El premio fue otorgado en conjunto por el ICTP y la Comisión Internacional de Óptica, y los galardonados fueron la científica argentina y el investigador colombiano, John Fredy Barrera Ramírez, de la Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia. Ambos fueron invitados a realizar presentaciones sobre sus trabajos, en el marco de una escuela de capacitación sobre Óptica y los Fundamentos de la Fotónica que se realiza en esa ciudad durante toda la semana.

María Florencia Pascual Winter es en la actualidad docente de la nueva carrera del Instituto Balseiro: Ingeniería en Telecomunicaciones. Y es investigadora asistente de CONICET en el Laboratorio de Fotónica y Optoelectrónica del Centro Atómico Bariloche. Allí está comenzando una nueva línea de investigación en un tema que intriga a muchos científicos en el mundo: el control de la información cuántica. Más específicamente, la investigadora trabaja en las posibilidades de extender el tiempo de almacenamiento de la información en memorias cuánticas.

Pascual Winter se recibió de Licenciada en Física del Instituto Balseiro en 2003 y de Magíster en Física en 2004 en la misma institución de educación pública y gratuita que depende de la Comisión Nacional de Energía Atómica y la Universidad Nacional de Cuyo. Durante 2005 y 2009, desarrolló su doctorado sobre “la interacción entre fonones y fotones en nanoestructuras semiconductoras” en estadías intercaladas entre Argentina y Francia: en el Instituto Balseiro-Centro Atómico Bariloche y en la Universidad París VI. En 2010 se fue a vivir a París donde realizó su posdoctorado en un laboratorio público llamado “Aimé Cotton”, en el campo de la información cuántica.

En la actualidad, Pascual Winter investiga el uso de la luz para almacenar y transferir información en “memorias cuánticas”. La científica aclara que esos dispositivos nada tienen que ver con las memorias de la computación “clásica”, conocidas como memorias RAM, pendrives o memory sticks. “Las computadoras cuánticas utilizan fenómenos cuánticos para hacer los cómputos. Esto significa que el procesamiento de la información la hace en base a fenómenos estocásticos, es decir, con cierto grado de aleatoriedad. Las memorias cuánticas son necesarias para sincronizar los cómputos que, por su naturaleza estocástica, ocurren de forma no sincronizada”, explicó la docente del IB.

¿Qué son los fenómenos cuánticos? A grandes rasgos, la rama de la física que describe de forma probabilística el comportamiento de la materia a nivel atómico se llama física o mecánica cuántica. “Para esa teoría, la materia puede estar a la vez en múltiples estados, por ejemplo, tener simultáneamente más de un nivel de energía, u orientar los imanes microscópicos de los núcleos atómicos en más de una dirección a la vez. Cuantas menos perturbaciones de su entorno sufren los átomos, mayor es el carácter cuántico de sus estados, algo que se denomina coherencia cuántica. Todos estos fenómenos son de carácter cuántico”, contó Pascual Winter.

En el campo de la información cuántica, un desafío crucial es frenar y recuperar los bits de información llamados “bits cuánticos” o q-bits, para almacenarlos por un tiempo determinado que permite la sincronización y luego re-emitir esa información. Esos bits son almacenados en estados atómicos de carácter múltiple. “Es por ello que la coherencia cuántica del átomo resulta de suma importancia en este tipo de aplicaciones. La dificultad está en preservar la coherencia, y por eso buscamos extender su tiempo de vida, algo que está determinado por las interacciones con el cristal en el que ubicamos a los átomos que almacenan esa información”, indicó la investigadora.

Para la joven científica, hay toda una “zoología de ideas” para explorar en el campo  del almacenamiento de la información cuántica. Entre ellas, estudiar la respuesta de distintos tipos de átomos o nubes de átomos, evaluar las posibilidades de insertar átomos únicos en una microcavidad, e incluso investigar qué ocurre cuando se usan cristales, microcircuitos o hasta nanodiamantes como sistemas de almacenamiento. Y destacó que la computación cuántica tiene en la actualidad “mucho empuje porque está vinculada con el campo de la criptografía y del desafío de realizar protocolos informáticos más seguros”.

¿Cuál es vinculación de la óptica con la información cuántica? María Florencia Pascual Winter explicó que ese tipo de información se transmite de forma eficiente con la luz. En el caso de las memorias cuánticas, la información está encriptada por medio de haces o pulsos de luz. Para trabajar con estos dispositivos, se utilizan distintas herramientas. En ese contexto, la investigadora busca implementar una innovadora línea de investigación en torno al control de los estados de los átomos que almacenan la información cuántica mediante una combinación de técnicas ópticas y de resonancia magnética nuclear, en el Centro Atómico Bariloche.

Recuadro:

LA PRIMERA MUJER LATINOAMERICANA

El premio “ICO/ICTP Gallieno Denardo” que Pascual Winter recibió por su trabajo fue creado en 2000, en memoria del científico Gallieno Denardo, que coordinó las actividades en el campo de la Óptica en el ICTP por más de 20 años. La investigadora argentina fue la primera mujer de la región latinoamericana en recibir este galardón, que con este reconocimiento reúne ya a cuatro premiados latinoamericanos.

En 2010, lo recibió un investigador brasileño, Cleber Renato Mendonca, de la Universidade de Sao Paulo y del Instituto de Fisica de Sao Carlos, Brasil. Y en 2009 había sido el turno del mexicano Iván Moreno, de la Universidad de Zacatecas, quien recibió el premio en conjunto con un investigador filipino, Ryan Barrido Balili, del Iligan Institute of Technology y la Mindanao State University. En 2014, se sumaron la argentina Florencia Pascual Winter y el colombiano John Fredy Barrera Ramírez.

La lista completa de investigadores galardonados se puede consultar en: http://e-ico.org/node/28

(Por favor, citar crédito de las fotos: Gentileza ICTP.)

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Instituto Balseiro

San Carlos de Bariloche, 19/02/2013