Así es el mapa mundial de la computación cuántica
EE.UU, China y Europa lideran el desarrollo de esta tecnología, que utiliza principios de la física cuántica para realizar cálculos y procesamientos de información y tiene el potencial de resolver problemas complejos.
Presentación en marzo de 2023 del acuerdo para instalar un centro de computación cuántica en San Sebastián, que albergará el sexto ordenador IBM Quantum System One del mundo. Imagen: EFE /Javier Etxezarreta
La computación cuántica es una de las tendencias tecnológicas llamadas a transformar el mundo tal como lo conocemos. Está por descubrir la magnitud de su potencial y su aplicación, pero es conocido el gran impulso que supondrá en ámbitos como las finanzas, la ciberseguridad, la logística, la criptografía o la inteligencia artificial entre otros.
Un ejemplo de ello es el proyecto CUCO, en el que participa BBVA, que tiene como objetivo aplicar los beneficios de la computación cuántica en áreas como energía, finanzas y defensa. Este proyecto ha sido reconocido como la primera gran iniciativa de computación cuántica en España.
¿Cuál es la situación de España en la carrera por la tecnología cuántica?
En la carrera en computación cuántica del viejo continente, España apuesta por la soberanía europea con tres candidaturas para alojar computadores cuánticos. Ya se han realizado anuncios de que tanto Barcelona, Galicia como País Vasco contarán próximamente con uno de los ansiados computadores cuánticos en su haber.
En octubre de 2022, el Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) fue elegido para alojar uno de los seis ordenadores de la nueva red de computación cuántica de la Unión Europea, con nodos en otros cinco países: Alemania, República Checa, Francia, Italia y Polonia. El esfuerzo de la UE por lograr su soberanía en una tecnología tan crítica podría ver sus primeros frutos a finales de 2023, dando servicios de I+D a la comunidad científica, la industria y el sector público.
“El objetivo es facilitar la experimentación con tecnología de computación que, aunque en fase de desarrollo, tiene muchas aplicaciones potenciales para resolver de forma más eficiente problemas relacionados con la simulación de sistemas cuánticos”, explica Alba Cervera Lierta, investigadora senior del BSC-CNS. La experta destaca aplicaciones en la química y la ciencia de materiales, y en problemas matemáticos complejos de optimización que se presentan en logística, finanzas, criptografía o ‘machine learning’. “La hibridación de computadores cuánticos y superordenadores abre la puerta a nuevas capacidades de supercomputación más eficientes y sofisticadas”, añade Cervera, que también coordina el proyecto Quantum Spain.
Iniciada en 2021 y prevista hasta 2025 con una dotación económica de 22 millones de euros, Quantum Spain es una iniciativa con sede en el BSC-CNS en la que participan universidades y centros de investigación, que busca impulsar el ecosistema nacional de computación cuántica. Este proyecto se suma así a los 14 nodos distribuidos por otras tantas comunidades autónomas que forman la infraestructura de la Red Española de Supercomputación (RES), que desde hace dos décadas ofrece recursos y servicios de supercomputación; una tecnología vital para muchos procesos e industrias, pero diferente a la computación cuántica.
“Los supercomputadores no son computadores cuánticos. Son dos paradigmas distintos”, matiza Juan Luis Sánchez Toural, director académico en el Máster en Computación Cuántica de la Universidad Internacional de La Rioja (UNIR). “La computación cuántica es una tecnología nueva que tiene el potencial de resolver problemas complejos, como la gestión de los recursos naturales, las crisis sanitarias o el cambio climático, y podría hacerlo de una forma más eficiente desde un punto de vista energético. Pero todavía es una tecnología incipiente”.
En la carrera por hacerse con el primer computador cuántico del sur de Europa también postula otro nodo de la RES, el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA). Con una inversión de 13,9 millones de euros y previsto para el 15 de septiembre de este año, este ordenador permitiría el posicionamiento de este centro como actor clave en la región. “El computador cuántico hará más atractivo el máster en cuántica que vamos a tener este año, y también servirá para casos de uso con industrias gallegas, así como para identificar oportunidades, además de atraer talento y retener el que tenemos”, detalla Lois Orosa, director de CESGA.
Además de estos computadores financiados con inversión pública europea, existen colaboraciones público-privadas como la del Gobierno Vasco e IBM que presentaron el pasado 24 de marzo la alianza Basque Quantum, una asociación estratégica que ha sido desarrollada con las tres diputaciones forales. Basque Quantum representará una inversión directa de 120 millones de euros hasta 2028 en iniciativas relacionadas con quantum, la más importante de las cuales es la creación del IBM-Euskadi Quantum Center que albergará el IBM Quantum System One. Vizcaya liderará el ámbito industrial y empresarial, con acuerdos con empresas privadas que hasta la fecha incluyen a BBVA, CIE Automotive, Inditex, Petronor-Repsol y próximamente Gestamp.
Carrera de la computación cuántica
Según el informe Quantum Technology Monitor de junio de 2022 de McKinsey & Company, la Unión Europea tiene la mayor concentración de talento relacionado con la cuántica y, junto a China, es la región que más fondos públicos invierte. Pero el mercado lo lidera Norteamérica, sede de 10 de los 12 principales fabricantes, donde Estados Unidos acapara la mayor inversión en computación cuántica. Según el informe de McKinsey & Company de abril de 2023, la proyección económica de la computación cuántica para 2035 se estima entre los 620.000 millones y los 1,27 billones de dólares, solo para 4 industrias: química, finanzas, ciencias de la vida y automoción.
“La computación cuántica es uno de los sectores más competitivos del mundo, comparable con la pugna entre Estados Unidos y la Unión Soviética por la conquista del espacio en los años 60. El primer gobierno que consiga dominar esta tecnología tendrá ventaja sobre el resto, ya que tendrá la capacidad de predecir mejor, de simular mejor, de analizar un mayor número de escenarios, ya sea sobre el desarrollo de un nuevo fármaco, una catástrofe natural o la siguiente crisis financiera”, explica el profesor Sánchez Toural.
Por delante de los centros españoles, otras instituciones de países europeos ya cuentan con computadores cuánticos. Es el caso de Reino Unido, donde tienen su sede Oxford Quantum Circuits (OQC) y Cambridge Quantum (CQ), renombrada Quantinuum desde su fusión con Honeywell Quantum Solutions en 2021, con enfoques en circuitos superconductores, así como en ‘software’ y ciberseguridad cuántica, respectivamente.
En el entorno de la Unión Europea, además de los seis países seleccionados por la UE, incluido España con el BSC-CNS, actualmente hay cinco computadores cuánticos. Alpine Quantum Technologies (AQT), en Austria, que explora la computación cuántica usando iones atrapados. En Francia, PASQAL construye procesadores cuánticos basados en átomos neutros. Mientras que en Holanda, la empresa QuTech, asociada a la Universidad de Delft, también desarrolla un computador cuántico con el apoyo de Intel.
También dentro de la Unión Europea, IQM Quantum Computers, nacida en universidades finlandesas, construye dispositivos que usan cúbits implementados con circuitos superconductores. Desde 2019, figura como empresa finlandesa-alemana tras asociarse con una startup con sede en Fráncfort (Alemania) que fabrica ‘software’ de computación cuántica para finanzas, seguros y energía. Algo similar ocurre con Quantum Brillance, compañía australiana-alemana respaldada por capital de riesgo, que proporciona aceleradores cuánticos de diamante, con asociaciones en Estados Unidos, Canadá, Europa y Asia Pacífico.
Además, varias empresas multinacionales han aterrizado en el continente. Es el caso de IBM, que tiene un computador cuántico en Zurich (Suiza), al igual que Google, que también ha instalado otro en la Fraunhofer-Gesellschaft, el CSIC alemán, a las afueras de Stuttgart.
Otros gigantes tecnológicos, como Rigetti, Intel, Xanadu o Alibaba; empresas como IonQ, Quantware y D-Wave; así como la universidad china de USTC o la japonesa RIKEI, también persiguen objetivos semejantes en países como Japón, Corea, Singapur o Australia.
La competición global por dominar una tecnología transformadora aún está en sus albores. “Estableciendo un símil con los ordenadores comunes, estamos en la década de los 40-50 del siglo XX, cuando todavía no existía el transistor”, cuenta el profesor Sánchez Toural. “El camino a la computación cuántica universal tolerante a fallos es tan desafiante como estimulante. Conlleva un enorme esfuerzo de investigación y financiación hasta que, en algún laboratorio, en cualquier momento, un descubrimiento científico nos abra finalmente las puertas a este nuevo paradigma y todo el potencial prometido deje de serlo y se convierta en una realidad”.