Nace BIQAIN para impulsar la industria tecnológica cuántica

El desarrollo de tecnologías cuánticas se encuentra en estos momentos en un punto de inflexión en el que ya estamos conociendo importantes avances que permitirán revolucionar las industrias y cambiar el mundo.

Los expertos coinciden en señalar que nos encontramos en la prehistoria del mundo cuántico en sus diversas modalidades, toda vez que la gran mayoría de proyectos se encuentran aún en fase de laboratorio y emulación: los sistemas cuánticos (nativos) tienen aún mucho camino que recorrer para que puedan ser considerados suficientemente fiables y robustos, lo que se define en términos científicos como la “supremacía cuántica”.

Pero es algo que podría ocurrir en dos o tres años si tenemos en cuenta el desarrollo e impulso que se está produciendo en la actualidad, tanto a nivel de hardware como de aplicaciones que puedan extraer el potencial de lo cuántico.

Es cierto que la tecnología cuántica rompe las reglas de la física tradicional, pero tiene un denominador común con otras disrupciones que han llegado al mundo en los últimos 40 o 50 años en materia tecnológica: es fundamental la colaboración entre los distintos actores (organizaciones públicas y privadas) para que todos remen en la misma dirección y puedan compartir conocimientos e innovaciones.

BIQAIN convierte a Bizkaia en hub mundial de tecnologías cuánticas

Ese es precisamente el objetivo principal de BIQAIN (Bizkaia Quantum Advanced Industries), una estrategia que pretende consolidar lo que nació en 2021 para construir un ecosistema compuesto por centros tecnológicos y de investigación, universidades y empresas bajo la batuta de la Diputación Foral de Bizkaia y su brazo tecnológico, la histórica Lantik (la sociedad de tecnología e innovación de Bizkaia).

BIQAIN se presentó ayer en el BEC! de Barakaldo con motivo del congreso Quantum Now 24, en el que Silicon estuvo presente. Durante el acto, Valentín García, director de Innovación de Lantik, explicaba los objetivos y compromisos que se marcaron en 2021 y que han consolidado esta iniciativa para convertir a Bizkaia en un referente mundial en materia de tecnologías cuánticas.

Entre ellos destaca el de facilitar el acceso a las tecnologías más avanzadas a nivel mundial: “Bizkaia es probablemente el lugar del mundo con acceso a más tecnologías cuánticas. Es así porque aún no sabemos cuál de ellas va a liderar el mercado”, según las palabras de García.

En concreto, BIQAIN dará acceso a 12 plataformas cuánticas, entre las que destacan los sistemas de Fujitsu e IBM, así como las tecnologías desarrolladas por proveedores como AWS, Microsoft y Telefónica.

El directivo también explicaba la importancia de potenciar un uso ético de las tecnologías cuánticas a través de la formación, algo de vital importancia en cualquier avance disruptivo que afecte a la sociedad.

BIQAIN también contempla desde sus inicios la puesta en funcionamiento de diversos laboratorios (como los que ya tiene de sensórica cuántica y de comunicaciones ópticas y seguridad) para buscar la aplicabilidad de los proyectos que vaya desarrollando el ecosistema.

La puesta de largo de BIQAIN se produce en un contexto en el que la Unión Europa ha decidido apostar fuertemente para que la región no se quede rezagada en el desarrollo de las tecnologías cuánticas y lidere esta transición a nivel mundial.

Así lo recalcaba también Enrique Sánchez, director de la estrategia europea Quantum Flagship, una iniciativa que cuenta con 1.000 millones de euros de inversión: “Nuestro objetivo es convertir a la Unión Europea en uno de los jugadores clave en este desarrollo. La iniciativa BIQAIN está trabajando en una coordinación sin precedentes y es un ejemplo para casi todo el mundo. Mientras tanto, la UE debe invertir en investigación básica y apoyar la avanzada para conseguir ese objetivo”.

La creación de esta iniciativa coincide en el tiempo con la firma de la declaración europea de tecnologías cuánticas (de la que se desprende esa inversión de 1.000 millones de euros), así como con la proclamación de las Naciones Unidas de 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica.

La sede de BIQAIN se situará en el edificio María Goyri del parque tecnológico ubicado en el campus de Leioa de la UPV/EHU. En estas instalaciones se aglutinará todo el conocimiento de Bizkaia en tecnología cuántica, incluyendo las 15 startups cuánticas que ya existen en la diputación, pero con el objetivo de incorporar a cualquier pyme de España que así lo desee y que quiera trabajar en proyectos cuánticos.

Ecosistema y colaboración, la clave del éxito

Este denominador común en todo lo relacionado con la investigación y la innovación no es una excepción en el caso de las tecnologías cuánticas. Por un lado nos encontramos con los grandes proveedores TIC que están desarrollando sistemas cuánticos, que necesitan proyectos y aplicaciones diseñados para estos sistemas. Por otro lado tenemos a las pequeñas organizaciones, entre las que se encuentran muchas startups, que necesitan el hardware y los recursos suficientes para poder ejecutar sus desarrollos de software.

Por tanto, la colaboración entre estas entidades, grandes y pequeñas, es de vital  importancia para seguir innovando y que las tecnologías cuánticas se hagan realidad.

Durante el evento Quantum Now 24, pudimos comprobar este hecho a través de los responsables de las principales empresas que trabajan en tecnologías cuánticas: IBM, Fujitsu, AWS, Microsoft, Telefónica y la organización GAIA, todos ellos reunidos en una mesa redonda que permitió conocer en qué punto se encuentra cada una de ellas y los casos de uso más relevantes en los que están trabajando.

IBM y Fujitsu llevan años construyendo sistemas de computación cuántica que ofrecen a las startups para que puedan utilizar estos recursos. Su objetivo es hacer realidad los proyectos, pero a la vez proporcionar seguridad en todas las etapas.

Algo similar ocurre con Microsoft y AWS, que también están desarrollando plataformas de simulación cuántica en la nube, pero que dependen del éxito de los clientes que las estén utilizando para llevar todos esos servicios a la sociedad.

Por su parte, GAIA LKS Next tiene el reto de destilar y democratizar el uso de estas tecnologías y que terminen convirtiéndose en parte de la Quantum Economy, tal y como la denominan.

El pago por uso de estos sistemas cuánticos (tanto los “nativos” como los que emulan las condiciones cuánticas), así como de los aplicativos, también será un denominador común para la industria. Es algo que ha permitido estimular enormemente la adopción de la nube pública, ya que sólamente se paga por los recursos de computación, almacenamiento y redes que se necesitan en cada momento. Esta filosofía “as-a-service” se replicará muy probablemente en los modelos de negocio cuánticos, al menos en las primeras etapas en producción. Sí veremos algunos casos en los que los clientes con mayor músculo financiero como la banca puedan hacer frente a la adquisición completa de sistemas cuánticos como los que IBM y Fujitsu están desarrollando, pero no será la norma en un mundo dominado ya por pago por uso de la tecnología.

Los desarrollos y casos de uso que ya destacan

Las tecnologías cuánticas tienen el potencial de poder aplicarse a multitud de ámbitos, pero por ahora tiene más sentido su desarrollo en aquellos entornos que requieren altas dosis de computación, ingentes cantidades de información y transmisiones de datos mucho más rápidas que las actuales.

Por tanto, tiene sentido que sectores como los de Finanzas, Energía, Telecomunicaciones, Medicina, Fabricación Avanzada o Bioquímica sean los primeros sectores que se podrán beneficiar de lo cuántico. De hecho, los casos de uso en los que ya se está trabajando tienen mucho que ver con dichos sectores, algunos de ellos nombrados durante el congreso y mostrados a continuación:

* Productos financieros mucho más sofisticados

* Investigación científica en el ámbito de la salud

* Personalización de los productos de las compañías de seguros

* Optimización en la detección de fraudes

* Optimización de procesos complejos

* Analíticas predictivas más eficientes y rápidas

Y es que las tecnologías cuánticas supondrán un cambio de paradigma tanto en empresas como en la propia sociedad. A pesar de encontrarnos en los primeros estadios en desarrollo e investigación y a la espera de que se produzca la “supremacía cuántica”, es fundamental que todos los actores (grandes y pequeños) colaboren y trabajen de forma conjunta para lograrlo, siempre desde un punto de vista ético y positivo para el ser humano. Y la estrategia puesta en marcha por BIQAIN gira en torno a esas premisas.

¿Qué es la tecnología cuántica?

La tecnología cuántica se basa en la mecánica cuántica, una rama de la física que estudia cómo se comporta la materia y la energía a escalas muy pequeñas, como en el nivel de los átomos y partículas subatómicas. A esta escala, las reglas que rigen el comportamiento de los objetos no siguen las leyes de la física clásica y son, en muchos casos, contraintuitivas e impredecibles.

Propiedades fundamentales de la tecnología cuántica:

1. Superposición: En el mundo cuántico, las partículas pueden existir en varios estados al mismo tiempo. Esto significa que, por ejemplo, un electrón puede estar en más de una posición o tener más de un valor de energía simultáneamente, algo similar a una moneda que está “en el aire”, sin estar aún en “cara” o “cruz”, hasta que es observada.

2. Entrecruzamiento cuántico (entrelazamiento cuántico): Es un fenómeno por el cual dos partículas pueden estar conectadas de manera tan íntima que lo que ocurre a una afecta a la otra de manera instantánea, sin importar cuán lejos se encuentren entre sí. Esta interconexión desafía el sentido común, ya que las partículas parecen “compartir información” de forma instantánea, un proceso que no tiene análogo en la física clásica.

3. Efecto túnel cuántico: Las partículas pueden “atravesar” barreras que, según la física clásica, deberían ser infranqueables. En otras palabras, una partícula puede pasar por un obstáculo que parecería imposible de superar en el mundo macroscópico, como si un coche atravesara una montaña en lugar de rodearla.

Familias de tecnologías cuánticas:

1. Computación cuántica y simulación: A diferencia de los ordenadores tradicionales que procesan información usando bits (que solo pueden ser 0 o 1), los ordenadores cuánticos usan qubits, que pueden ser 0, 1 o ambos al mismo tiempo debido a la superposición. Esto permite realizar cálculos en paralelo, abordando problemas complejos mucho más rápido que los ordenadores convencionales. Los ordenadores cuánticos son capaces de resolver problemas que a los sistemas actuales les llevaría años o incluso siglos procesar.
2. Comunicaciones cuánticas y ciberseguridad: Usando las propiedades cuánticas, se pueden desarrollar sistemas de comunicación altamente seguros. Cualquier intento de espionaje en un sistema cuántico sería detectado de inmediato, ya que en el momento en que alguien intenta interceptar los datos, altera la información de manera detectable. Esto abre la puerta a métodos de transmisión de información prácticamente inviolables.
3. Sensórica y metrología cuántica: La sensórica cuántica permite el desarrollo de sensores extremadamente precisos, utilizando fenómenos como la superposición y el entrelazamiento para medir propiedades físicas con mayor exactitud que los dispositivos tradicionales. La metrología cuántica es la disciplina que aprovecha estas propiedades para medir con precisión extrema magnitudes como el tiempo, la gravedad o el campo magnético, lo que tiene aplicaciones en diversas áreas tecnológicas y científicas.

Conceptos importantes adicionales:

1. Descoherencia cuántica: Uno de los mayores desafíos en la tecnología cuántica es mantener los estados cuánticos “puros”. La descoherencia ocurre cuando un sistema cuántico interactúa con su entorno, perdiendo su comportamiento cuántico y volviendo a seguir las reglas clásicas.
2. Corrección de errores cuánticos: Debido a la fragilidad de los estados cuánticos (especialmente en la computación cuántica), se están desarrollando métodos para corregir los errores que surgen durante los cálculos, asegurando la fiabilidad de los resultados.

En resumen, la tecnología cuántica aprovecha fenómenos complejos y contraintuitivos del mundo cuántico para revolucionar el procesamiento de información, la comunicación y la medición. Sin embargo, comprender completamente estos fenómenos solo es posible a través del lenguaje matemático y experimentos especializados, debido a la naturaleza no intuitiva del comportamiento cuántico.

En Silicon estaremos muy al tanto de estos avances para acercarlos a nuestros lectores.