Un equipo internacional de físicos ha identificado la propiedad cuántica que permite a la materia deformar el tejido del espacio-tiempo, resolviendo un enigma de décadas sobre el origen cuántico de la gravedad. La llamada magia cuántica, un término que designa la complejidad irreducible de ciertos estados, actúa como una suerte de ‘suavizante’ que flexibiliza la estructura geométrica del universo.
El hallazgo, descrito en varios estudios liderados por Charles Cao (Virginia Tech) y John Preskill (Caltech), demuestra que el entrelazamiento por sí solo construye un espacio-tiempo rígido e inerte. Solo al introducir la magia, cuantificada mediante las puertas de Toffoli en un ordenador cuántico, el espacio comienza a curvarse en respuesta a la materia.
La imagen clásica de Einstein —la masa le dice al espacio cómo curvarse, y el espacio le dice a la masa cómo moverse— llevaba décadas sin encontrar su reflejo en el mundo cuántico. “Sin magia, las cosas son demasiado simples”, ha explicado el propio Preskill. “Y el espacio-tiempo cuántico no es tan simple”.
El dilema de Wheeler y la rigidez del espacio-tiempo
John Archibald Wheeler sintetizó en 1973 el corazón de la relatividad general con dos frases: el espacio actúa sobre la materia, marcándole cómo moverse, y la materia reacciona sobre el espacio, indicándole cómo curvarse. La analogía del colchón y la bola de bolos es válida hasta que aparece un agujero negro. Ahí el colchón se desgarra, la metáfora se rompe y necesitamos una nueva física.
A finales de los años 90, físicos como Juan Maldacena y Edward Witten mostraron que se podía describir un agujero negro —y un universo completo— como una colección de partículas cuánticas situadas en su superficie. Esta dualidad, llamada principio holográfico, convertía el espacio tridimensional en una proyección de la información contenida en un borde bidimensional, igual que un adhesivo holográfico almacena una escena 3D en una superficie plana.
El problema llegó al tratar de traducir la curvatura gravitatoria al lenguaje de partículas. El entrelazamiento cuántico proporcionaba la estructura conexiva del espacio, pero no lograba hacer que éste respondiera a la presencia de materia. “Sabíamos construir un espacio-tiempo”, recuerda Bartek Czech, de la Universidad Tsinghua, “pero era inerte. No hacía nada”.
Códigos cuánticos: el entrelazamiento crea espacio pero no gravedad
En 2014, Daniel Harlow (MIT) y colaboradores detallaron cómo un código de corrección de errores cuánticos podía codificar el espacio y la materia por separado. Los códigos estabilizadores dividían el entrelazamiento en dos categorías estancas: una para el espacio y otra para lo que contenía. Era una virtud para la computación cuántica, pero una condena para la holografía: con aquella separación perfecta, la materia no podía alterar la geometría. La segunda frase de Wheeler seguía huérfana.
Charles Cao, fascinado por aquel artículo de Harlow durante su doctorado en Caltech, empezó a modificar códigos estabilizadores. En 2020, junto a Brad Lackey, consiguió que el espacio cambiara, pero no como reacción a la materia. Era un primer paso, aunque el mecanismo íntimo seguía siendo un misterio.
Sin magia, el espacio-tiempo es una estructura rígida incapaz de sentir la materia. Esa propiedad esquiva es la que le confiere su elasticidad gravitatoria.
La ‘magia’ como ablandador del cosmos
La pieza clave apareció al mirar qué operaciones requería el nuevo código para ejecutarse en un ordenador cuántico real. Jason Pollack y sus colegas descubrieron que era imprescindible usar puertas de Toffoli, unas compuertas lógicas que Alexei Kitaev y Sergey Bravyi habían señalado en 2004 como fuente de una complejidad cuántica que bautizaron como “magia”. Cuantas más puertas de este tipo necesita un estado, más mágico es.
En 2026, Cao, Preskill y un grupo amplio de investigadores ensamblaron un código de nueva generación cargado de puertas Toffoli. La magia resultante rompió la barrera que aislaba los dos tipos de entrelazamiento, permitiendo que el entrelazamiento del espacio y el de la materia interactuasen. El espacio dejó de ser un fondo fijo y adquirió la capacidad de curvarse: una condición necesaria para que emerja la gravedad.
«Esto te proporciona un precursor de la gravedad», explica Cao. «Cumples una de las condiciones imprescindibles». El código todavía es genérico: no describe el universo que habitamos, no incluye el tiempo y no reproduce las ecuaciones concretas de Einstein. Pero demuestra que cualquier teoría cuántica de la gravedad necesitará magia.
El hallazgo no solo resuelve un viejo problema conceptual, sino que ofrece un camino práctico: si se quiere simular un agujero negro o el Big Bang en un ordenador cuántico, la máquina deberá ser inherentemente mágica. «Si necesitamos mucha magia, necesitamos un ordenador cuántico de verdad», afirma Brian Swingle. No basta con el entrelazamiento; la gravedad exige un plus de complejidad irreducible.
🔬 Ficha del Descubrimiento
- Qué se ha descubierto: La propiedad cuántica llamada ‘magia’ es el ingrediente que permite que el entrelazamiento genere curvatura en el espacio-tiempo, es decir, gravedad.
- Dónde: Trabajo teórico realizado en instituciones como Virginia Tech, Caltech, MIT y la Universidad de Maryland.
- Institución responsable: Equipos liderados por Charles Cao, John Preskill y múltiples colaboradores; los estudios se dieron a conocer a principios de 2026.
- Cuándo: Los avances han sido publicados y presentados en congresos durante la primera mitad de 2026.
- Impacto a futuro: Sienta las bases para simular la gravedad cuántica en ordenadores cuánticos y entender fenómenos extremos como los agujeros negros desde los primeros principios cuánticos.
