Las tecnologías cuánticas avanzan no solo a través de la investigación especializada, sino también mediante la formación de nuevas generaciones y la construcción de alianzas entre instituciones. En las últimas semanas, los laboratorios de la Universidad Nacional de Colombia han recibido la visita de investigadores y estudiantes que han encontrado en estos espacios una oportunidad para conocer de cerca las capacidades experimentales, intercambiar conocimientos y explorar nuevas posibilidades de colaboración.
Estas visitas hacen parte de una dinámica de intercambio que busca fortalecer la investigación y la enseñanza de las tecnologías cuánticas en Colombia.
Investigación que se construye desde la colaboración
La visita del profesor Hernando García, de Southern Illinois University, permitió avanzar en actividades experimentales de óptica y en el montaje de un sistema para realizar espectroscopia ultrarrápida, orientado al estudio de fenómenos que ocurren en escalas de tiempo extremadamente cortas.
El trabajo contempla la implementación de un sistema basado en un láser ultrarrápido para estudiar procesos de excitación y relajación en materiales sólidos. Este tipo de mediciones permite aproximarse experimentalmente a fenómenos fundamentales de la materia y abre posibilidades para el estudio de materiales y sus propiedades.
Durante su visita también se desarrollaron actividades de automatización de procesos experimentales y formación en herramientas como LabVIEW, fortaleciendo las capacidades técnicas asociadas a los experimentos de óptica cuántica.
Nuevas capacidades para estudiar la materia con luz cuántica
La visita del investigador Daniel Suárez Forero, vinculado al CNR en Italia y a la Universidad de Maryland, estuvo orientada a fortalecer la colaboración interinstitucional para la construcción de una fuente de fotones entrelazados.
La implementación de este tipo de montaje permitirá disponer de una fuente especializada de luz cuántica para estudiar materiales y sus propiedades físicas. Además, el uso de fotones entrelazados presenta oportunidades para desarrollar nuevas aproximaciones en metrología cuántica, donde los recursos cuánticos pueden contribuir a realizar mediciones con mayor precisión y explorar aplicaciones novedosas.
Este tipo de colaboraciones permite que capacidades experimentales especializadas se desarrollen en el país y, al mismo tiempo, conecta los laboratorios nacionales con redes internacionales de investigación.
La investigación también se aprende en el laboratorio
La formación de nuevos profesionales requiere espacios donde los conocimientos adquiridos en las aulas puedan relacionarse con la experimentación.
En este sentido, la visita de la profesora Luz Ester González, del Departamento de Física de la Universidad del Tolima, junto con sus estudiantes, permitió acercarlos a los laboratorios de óptica cuántica de la Universidad Nacional.
Durante la jornada, los estudiantes pudieron conocer experiencias experimentales, aplicaciones de las tecnologías cuánticas y diferentes posibilidades de desarrollo profesional en este campo. También participaron en actividades de Cuántica en la Escuela, conectando estrategias de divulgación y enseñanza con su experiencia académica.
La visita permitió mostrar que la formación en tecnologías cuánticas no se limita a los conceptos teóricos: requiere experimentar, observar, formular preguntas y conocer las aplicaciones que pueden transformar diferentes áreas de la ciencia y la tecnología.
Conectar capacidades para construir el futuro cuántico de Colombia
Las visitas de investigadores y estudiantes reflejan una misma necesidad: “conectar conocimiento, infraestructura, formación y colaboración”.
Desde la experimentación con luz y materiales hasta la enseñanza de la física cuántica, estos encuentros contribuyen a fortalecer capacidades nacionales y a generar nuevos vínculos entre universidades, investigadores y estudiantes.
La construcción del ecosistema colombiano de tecnologías cuánticas requiere precisamente de estos espacios: laboratorios abiertos al intercambio, investigadores trabajando conjuntamente y nuevas generaciones que puedan conocer desde temprano las posibilidades científicas y tecnológicas de este campo.
Cada visita es también una oportunidad para conectar capacidades, abrir nuevas preguntas de investigación y formar a quienes continuarán construyendo las tecnologías cuánticas en Colombia.
Las tecnologías cuánticas comienzan a ocupar un lugar cada vez más relevante en la formación científica del país. A través de Cuántica en la Escuela, el Proyecto de Regalías en Tecnologías Cuánticas lleva experiencias de aprendizaje, experimentación y divulgación a instituciones educativas de diferentes regiones de Colombia.
Durante las jornadas realizadas en Boyacá y el Quindío, estudiantes y docentes tuvieron la oportunidad de aproximarse a conceptos de la física cuántica mediante actividades prácticas, juegos y experiencias diseñadas para despertar la curiosidad científica y mostrar que estos conocimientos también pueden explorarse desde las aulas.
La cuántica llega a las aulas de Boyacá
En Boyacá, las actividades de Cuántica en la Escuela llegaron a instituciones educativas de Ráquira y Tibasosa, donde estudiantes de diferentes niveles participaron en experiencias orientadas a acercar conceptos de la mecánica cuántica de una manera práctica y comprensible.
En Ráquira, estudiantes desde quinto hasta undécimo participaron en actividades en las que los docentes realizaron réplicas de experiencias como el Triqui cuántico y la Caja de Schrödinger.
En Tibasosa, estudiantes de cuarto y quinto participaron en actividades lúdicas y experimentales que permitieron explorar conceptos cuánticos desde etapas tempranas de la formación.
Estas experiencias buscan que la ciencia no sea únicamente un conocimiento que se estudia, sino también una experiencia que se explora, se pregunta y se experimenta.
Armenia y Circasia: formando futuros multiplicadores
En el Quindío, Cuántica en la Escuela desarrolló jornadas en instituciones educativas de Armenia y Circasia, ampliando el alcance de las actividades de divulgación y apropiación del conocimiento.
Las jornadas permitieron acercar a estudiantes a experiencias lúdicas y experimentales relacionadas con las tecnologías cuánticas, utilizando estrategias que facilitan la comprensión de conceptos que pueden parecer complejos cuando se abordan únicamente desde la teoría.
Además del trabajo con estudiantes, estos espacios tienen un componente fundamental: fortalecer el papel de los docentes como futuros multiplicadores del conocimiento, de manera que las experiencias puedan trascender la visita y continuar generando curiosidad científica dentro de las instituciones educativas.
De la escuela a la comunidad: ciencia para comprender el territorio
La experiencia en Boyacá también permitió llevar el conocimiento científico más allá de las aulas.
En Tibasosa, se realizaron visitas a acueductos veredales donde se desarrollaron espacios con las comunidades locales alrededor de la calidad del agua. Durante estas jornadas se compartieron conocimientos sobre la medición del pH, la turbiedad y el monitoreo del recurso hídrico.
Como parte de estas actividades, también se realizó la entrega de equipos para fortalecer las capacidades locales de medición y seguimiento de la calidad del agua.
Esta experiencia muestra una dimensión fundamental del proyecto: la ciencia y la tecnología pueden generar conocimiento, pero también pueden convertirse en herramientas para responder a necesidades concretas de los territorios y sus comunidades.
Formar, conectar y despertar nuevas vocaciones científicas
Las experiencias de Cuántica en la Escuela en Boyacá y el Quindío hacen parte de un esfuerzo más amplio por fortalecer la apropiación social del conocimiento y generar nuevas capacidades alrededor de las tecnologías cuánticas en Colombia.
Acercar estos temas desde edades tempranas, involucrar a los docentes y generar experiencias prácticas permite construir puentes entre la investigación que se desarrolla en laboratorios y las comunidades educativas de los territorios.
Cada jornada representa una oportunidad para despertar preguntas, fortalecer vocaciones científicas y ampliar el conocimiento sobre las tecnologías que marcarán buena parte de la transformación científica y tecnológica del país.
El reto es seguir llevando estas experiencias a más territorios y construir, desde la escuela, las capacidades que Colombia necesitará para participar activamente en la nueva era de las tecnologías cuánticas.
Cuántica en la Escuela: conocer, experimentar y construir desde las aulas el futuro científico de Colombia.
El país ha inaugurado un laboratorio de tecnologías cuánticas que marca un paso importante para la física experimental colombiana. El Instituto Nacional de Metrología, ubicado en Bogotá, cuenta ahora con un peine de frecuencias, un instrumento que permitirá a Colombia desarrollar su propio patrón de medición del metro. Este avance posiciona al país en la implementación práctica de tecnologías cuánticas y fortalece sus capacidades metrológicas.
Durante el mes de octubre, la Universidad Nacional de Colombia recibió la visita de destacados investigadores internacionales que contribuyeron significativamente al fortalecimiento académico y experimental de la Red Nacional de Ciencias y Tecnologías Cuánticas. Estas visitas impulsan la articulación científica, la formación avanzada y la consolidación del ecosistema cuántico en Colombia.
Desde España 🇪🇸, Pablo Burset Atienza (Universidad de Oviedo) ofreció una conferencia sobre pulsos de un solo electrón en dispositivos superconductores, aportando nuevos enfoques a las líneas de investigación en óptica y electrónica cuántica, además de participar en espacios de articulación científica con el equipo del proyecto.
De Finlandia 🇫🇮, Milica Todorović (Universidad de Turku) dictó una conferencia sobre ingeniería de materiales computacionales con aprendizaje activo y lideró un minicurso en machine learning aplicado a materiales y espectroscopía, fortaleciendo la formación en inteligencia artificial aplicada a la física y los materiales.
Por México 🇲🇽, María del Pilar Carreón Castro (Instituto de Física – UNAM) compartió su experiencia en dispositivos optoelectrónicos y semiconductores orgánicos, destacando sus aplicaciones tecnológicas y su relevancia en el desarrollo de materiales avanzados con potencial cuántico
También desde la UNAM, Víctor Manuel Velázquez Aguilar apoyó el montaje experimental del sistema de generación de números cuánticos aleatorios, participando en tareas de alineación óptica, montaje del cristal BBO y medición de coincidencias, contribuyendo así al fortalecimiento de la infraestructura experimental del proyecto.
Desde Brasil 🇧🇷, Henrique Felipe de Melo (Universidad Federal de Minas Gerais) realizó un entrenamiento especializado en espectroscopía Raman para los miembros del equipo del proyecto, orientado a fortalecer las capacidades experimentales y analíticas del laboratorio.
De Francia 🇫🇷, Raúl Rincón (Laboratorio Kastler Brossel, París) llevó a cabo un entrenamiento técnico en elementos ópticos y montaje para la generación de estados de luz comprimidos (squeezed states), además de discutir con el equipo las posibles aplicaciones y usos de estos estados en metrología cuántica.
Finalmente, desde Brasil 🇧🇷, José María Villas-Boas (Universidad Federal de Uberlândia) compartió su experiencia en modelos teóricos de materia condensada e interacción radiación–materia, en el marco del proyecto de metrología cuántica, enriqueciendo la discusión teórica y el desarrollo conceptual del programa.
Estas colaboraciones internacionales fortalecen las capacidades científicas de la Universidad Nacional y de la Red Cuántica, consolidando la proyección internacional del país en el estudio y aplicación de las tecnologías cuánticas.
El láser permitirá hacer mediciones ultrarrápidas y desarrollar investigaciones en óptica, espectroscopía y metrología con estándares internacionales.
El tiempo que tarda entrar el oxígeno en los glóbulos rojos se mide en femtosegundos (1×10-15 segundos), de la misma manera que el tiempo que tardan nuestros ojos en reaccionar ante la luz y la transferencia de los nutrientes en las plantas durante la fotosíntesis. En ese tiempo tan diminuto, que no alcanzamos a dimensionar en nuestro día a día, también se mueven los pulsos de luz emitidos por un láser de cristal de zafiro y titanio.
Esta es una herramienta que se usa en el mundo en campos como la óptica cuántica, para generar experimentos como el entrelazamiento de fotones por polarización, un fenómeno en el que dos o más fotones comparten un destino común: el estado de uno afecta instantáneamente al del otro, sin importar la distancia que los separe. Una tecnología que hoy es común en el mundo, pero que en Colombia hasta ahora era extraña.
Con el objetivo de actualizar al país en mecánica cuántica, de poner al servicio de los científicos y estudiantes tecnología de punta, además de impulsar en Colombia investigaciones de la segunda revolución cuántica –un inicio que ha sido bastante postergado, desafortunadamente–, desde la Universidad Nacional adquirieron recientemente este láser, como parte de un proyecto que busca hacer de esta institución, junto a otros aliados, en un centro de investigación líder en el país y competitivo en la región.
Así lo explica el profesor Herbert Vinck Posada, profesor titular del departamento de Física de la Unal, quien señala que, como parte de este proyecto financiado con dineros de regalías, se creó el Laboratorio de Metrología Cuántica, en donde estudiantes y docentes ya tienen acceso a este láser –de fabricación alemana–, para realizar experimentos enfocados a generar mediciones cada vez más precisas, porque en el mundo de lo cuántico poder medir con precisión propiedades físicas como la longitud, la temperatura y el tiempo, son clave para campos que van desde la industria, la medicina, hasta la física fundamental.
En la oscuridad, en un laboratorio en el primer piso del edificio de Física de la Unal, e iluminados con la luz tenue de color azulado del haz del láser, investigadores de esta institución trabajan con esta herramienta en campos como la óptica no líneal, la espectroscopía y la óptica cuántica en ejercicios que van desde poner a prueba la ciencia básica, hasta aplicaciones en la industria.
Una oportunidad para el país
El profesor Hernando García, de la Universidad del Sur de Illinois, observa con entusiasmo la llegada de este tipo de equipos a Colombia, en su visita por la Universidad Nacional. Para él, se trata de una oportunidad que puede marcar un antes y un después en la investigación científica nacional. “Este láser tiene una propiedad muy interesante —explica—. El cristal que produce la ganancia, es decir, el que emite la luz, está hecho de zafiro con impurezas de titanio. Esa combinación le permite generar una ganancia que va desde los 390 nanómetros, en la región visible, hasta los 1.040 nanómetros, en el infrarrojo. Eso significa que puede cubrir un rango muy amplio del espectro electromagnético”.
Según García, esta capacidad de sintonización —de un nanómetro por cada ajuste— le da al láser una versatilidad única: “en realidad, no estamos hablando de un solo láser, sino de unos 400, porque tiene un ancho de banda que permite trabajar con distintos colores o longitudes de onda”. Esta flexibilidad, añade, es esencial para experimentar con materiales, realizar mediciones precisas y desarrollar tecnologías ópticas avanzadas.
Pero lo que hace realmente especial a este láser es su capacidad para generar pulsos ultracortos. “Son pulsos que duran del orden de 170 femtosegundos —es decir, 170 cuatrillonésimas de segundo—, un tiempo muy corto, pero que es relevante para estudiar sistemas biológicos, semiconductores o procesos químicos rápidos”, dice el profesor. “Y esos pulsos se generan a una frecuencia de 80 megahercios (MHz), o sea, uno cada nueve nanosegundos. Es como si lanzaras un destello diminuto y tuvieras que esperar casi 10.000 días para ver el siguiente, en una escala equivalente”.
Esa velocidad y precisión, asegura García, hacen del láser una herramienta indispensable para la ciencia moderna. “La potencia promedio es de unos 3,9 vatios, pero la potencia pico alcanza los 13.000 vatios. Es una cantidad de energía enorme, concentrada en un tiempo brevísimo. Y esa energía puede aprovecharse en campos muy diversos: en medicina, por ejemplo, para cirugías o tratamientos con luz; en la industria, para cortes de alta precisión o para la fabricación de microcomponentes; y, por supuesto, en la investigación básica, como la que se está haciendo aquí en la Universidad Nacional”.
En este sentido, García destaca que el trabajo que se adelanta en el Laboratorio de Metrología Cuántica de la Unal no solo fortalece la ciencia fundamental, sino que también abre la puerta a desarrollos tecnológicos aplicados. “Una de las áreas más prometedoras es la óptica no lineal —explica—, donde se estudia cómo la luz interactúa con la materia en intensidades tan altas que cambian sus propiedades. También está la espectroscopía ultrarrápida, que permite analizar tiempos de respuesta en semiconductores, algo esencial para las industrias de las telecomunicaciones y la informática”.
El profesor subraya que este tipo de herramientas también son claves para avanzar en campos como la óptica cuántica. “Aquí en la universidad están generando estados entrelazados de fotones, que son como un misterio en la mecánica cuántica. Eso permite desarrollar nuevos métodos de senseo y metrología cuántica, bases de tecnologías emergentes como la computación cuántica o las comunicaciones seguras”. Por eso, García considera que este proyecto representa “un quantum jump para Colombia”. “La idea de la Universidad Nacional es crear un centro de fotónica en el país, donde investigadores de distintas regiones puedan venir a trabajar, y que al mismo tiempo permita que Colombia compita con países como Brasil, Argentina y México en estas áreas. Es un paso enorme, porque contar con este tipo de infraestructura es entrar de lleno en la segunda revolución cuántica”.
Un gran proyecto
El profesor Herbert Vinck Posada, titular del Departamento de Física de la Universidad Nacional de Colombia, explica que la llegada de este láser es solo una parte de un proyecto mucho más amplio y estratégico. “Este es un proyecto liderado por la Universidad Nacional, presentado al Sistema General de Regalías, que busca ampliar el uso de la mecánica cuántica en aspectos muy relevantes para el país —afirma—. Entre ellos, la metrología cuántica, que es la ciencia de la medición precisa, de medir bien, algo fundamental para la competitividad y el desarrollo tecnológico del país”.
Según Vinck, la iniciativa surgió de la necesidad de actualizar tecnológicamente a Colombia en un campo que, en otras regiones, ya es motor de innovación industrial y científica. “Lo que buscamos —explica— es dotar al país con dispositivos basados en principios cuánticos, que permitan modernizar los sistemas de medición y abrir la puerta a aplicaciones prácticas. Este proyecto es un primer impulso hacia la actualización del país en tecnologías cuánticas”.
Pero el láser no es el único protagonista del Laboratorio de Metrología Cuántica de la Unal. Dentro del mismo proyecto se incluyen otros desarrollos clave. “Estamos construyendo un equipo Raman, basado en el efecto del mismo nombre, que permite estudiar las propiedades constitutivas de los materiales —detalla—. Este equipo tendrá un papel importante tanto en el análisis de materiales cuánticos como en el estudio de la potabilidad del agua, a través del análisis Raman en líquidos”.
Además, el laboratorio trabaja en la consecución de un microscopio confocal de dos fotones, una herramienta con amplios usos clínicos y biológicos. “Este microscopio abre un espacio muy interesante para la investigación en sistemas biológicos y medicina —agrega—, y nos permite fortalecer la capacidad instalada del país en ciencia experimenta
Uno de los elementos más avanzados del proyecto será la incorporación de un peine de frecuencias ópticas, que llegará al Instituto Nacional de Metrología. “Un peine de frecuencias es como una regla óptica —explica Vinck—. Sirve para medir longitudes, tiempos y frecuencias con una precisión extraordinaria. Este equipo va a contribuir a la generación del patrón primario del metro en Colombia, y permitirá calibrar láseres de frecuencias desconocidas, entre muchas otras aplicaciones”.
El proyecto, financiado con recursos de regalías provenientes de diez departamentos del país, busca además descentralizar la ciencia y garantizar que los beneficios lleguen a las regiones. “Es fundamental que esta inversión no se quede solo en Bogotá —subraya Vinck—. Queremos que haya retorno a las regiones, que los investigadores y las universidades regionales participen y que Colombia, como un todo, avance en el campo de las tecnologías cuánticas. Por eso, también estamos creando una Red Colombiana en Tecnologías Cuánticas, que articulará a los diferentes actores del país en torno a este esfuerzo”.
Para los estudiantes, esta infraestructura marca un antes y un después en su formación científica. Así lo explica Camila Riveros-Mesa, estudiante del doctorado en Ciencias Físicas de la Universidad Nacional: “Como estudiante, es muy importante tener acceso directo a los procesos experimentales. Antes, teníamos que salir del país para hacer mediciones; ahora podemos hacerlo aquí. Eso ahorra tiempo, recursos y nos da autonomía. Sabemos cómo se instala el equipo, cómo funciona y cómo solucionarlo si algo pasa. No dependemos de terceros. Es un plus enorme”.
Herbert Vinck, director del proyecto de regalías en metrología cuántica, participó en el XXXIX Congreso Nacional de Ingeniería para presentar los avances del proyecto y las posibilidades de impacto de las tecnologías cuánticas en Colombia.
Apertura de oportunidades y nuevos vínculos
La presentación derivó en la apertura de oportunidades de trabajo y crecimiento tecnológico, así como en la creación de nuevos vínculos para impulsar la innovación en sectores como industria naval, salud, desarrollo de fármacos, gestión del agua, nuevos materiales, telecomunicaciones y metrología.
Estas perspectivas refuerzan el papel de la cuántica como un motor para el desarrollo científico, económico y social del país, ofreciendo escenarios para el trabajo interdisciplinario y la formación de talento humano en áreas estratégicas.
Presentación de la Red Colombiana de Tecnologías Cuánticas
Durante el evento se presentó la iniciativa de la Red Colombiana de Tecnologías Cuánticas, invitando a investigadores e instituciones de todo el país a sumarse a este esfuerzo colectivo para consolidar un ecosistema nacional en torno a la ciencia y tecnología cuántica.
La Escuela-Congreso: una puerta a la participación
La Escuela-Congreso “100 años de revolución cuántica: Transformando el conocimiento, la industria y la sociedad” fue presentada como una oportunidad única para vincularse al conocimiento y la aplicación de las tecnologías cuánticas.
Este espacio busca fortalecer el encuentro entre academia, industria y sociedad, ofreciendo un escenario para compartir experiencias, construir colaboraciones y proyectar nuevas iniciativas.
Hacia el futuro cuántico de Colombia
Estos resultados marcan un paso importante hacia la consolidación de un país que apuesta por las tecnologías cuánticas como eje de innovación y competitividad, impulsando la creación de políticas, el fortalecimiento de capacidades científicas y el desarrollo de infraestructura de vanguardia.
