Las empresas españolas programan la revolución cuántica

Entrar en el mundo cuántico supone tener en cuenta lo que ya advertía el físico Niels Bohr : «Si alguien no queda confundido por la física cuántica, es que no la ha entendido bien». Por tanto, mientras que en la computación clásica la unidad mínima es el bit, en los computadores cuánticos se usan los bits cuánticos o qubits , para llevar a cabo operaciones exponencialmente más rápidas, procesando múltiples cálculos a la vez. A medida que la tecnología vaya evolucionando se podrán resolver cuestiones muy complicadas hasta el momento y resolver problemas de optimización imposibles de solventar por los ordenadores clásicos, como por ejemplo encontrar la mejor ruta a Marte o el tratamiento más adecuado en una sesión de radioterapia.

Otro paso en esta revolución será la comunicación cuántica , y ahí entran en juego dos cualidades de los qubits. Una es la superposición cuántica, de tal manera que si un bit puede estar en el estado de 0 o 1, un qubit puede estar en un estado intermedio entre el 0 y el 1. La otra característica es el entrelazamiento cuántico, que permite la teleportación cuántica. Lo que influye en un qubit afecta inmediatamente a otro aunque estén distanciados. Se puede decir que comparten la misma existencia. Es lo que Einstein llamaba «acción fantasmal a distancia». Este rasgo se puede usar para enviar mensajes con máxima seguridad. El gran desafío de este ‘internet cuántico’ es lograr que esa conexión sea estable a grandes distancias.

Todos los expertos coinciden en decir que la tecnología cuántica es un arma geoestratégica de primer orden, cuando haya un ordenador cuántico lo suficientemente potente se podrán romper las claves criptográficas de toda la información encriptada . El que llegue primero podrá conocer los secretos de todo el mundo con facilidad. Pero el que domine esta tecnología también blindará por completo sus datos. Eso motiva el que ya haya grandes inversiones en ciberseguridad, criptografía cuántica y para construir un ordenador cuántico, porque llegar tarde en el desarrollo de tecnología cuántica haría inevitable una pérdida masiva de información crucial. Así, en el sector financiero los grandes bancos están empezando a apostar por tecnologías cuánticas en sus equipos y con sus proveedores o con el fin de evitar el fraude.

Otro sector potente en el uso de tecnología cuántica son las farmacéuticas, para crear nuevos medicamentos o en la medicina mediante sensores más precisos para las resonancias magnéticas. Y en las empresas grandes de automoción tienen sistemas cuánticos para resolver problemas complejos con los coches autónomos o con el tema de las baterías, para mejorarlas en los coches eléctricos. Asimismo, la industria aeroespacial y energética también se está interesando de forma creciente por la tecnología cuántica.

Según el informe de referencia de Gartner se espera que para 2023 el 20% de los proyectos de tecnologías de la información en las empresas estarán relacionados con lo cuántico. Y Boston Consulting Group calculaba que en 2024 este sector generará entre 2.000 y 5.000 millones de dólares anuales, en forma de ingresos y ahorro de costes para las industrias. Y en 2050 esta cifra se situará entre los 450.000 y 850.000 millones de dólares anuales.

España pide protagonismo en esta carrera. Ametic es el grupo empresarial más importante de España de tecnologías cuánticas. Tiene la peculiaridad de agrupar tanto las empresas de oferta de de esta tecnología, como a las empresas de demanda o sus potenciales usuarias. Eso ocurre porque la tecnología cuántica es tan incipiente que todo el mundo está aprendiendo.

Alfonso Rubio de Ametic comenta:«La computación cuántica está

ahora en el mismo momento en el que estaba la computación clásica hace 73 años. Antes se tenía el ENIAC, el gran ordenador, que ocupaba toda una habitación, pero hasta que no se generó la tecnología de los microprocesadores la evolución no se disparó. En ese sentido, en cuántica todavía no se han desarrollado las tecnologías que sean capaces de escalar los qubits de forma exponencial. Nunca se sabe a qué velocidad puede ir esta evolución». En ese proceso España tiene a Telefónica o Hispasat trabajando en ello, así como el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) y el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) , ambas tienen investigaciones potentes sobre el tema. Pero un desarrollo pleno en este terreno tomará su tiempo.

Estados Unidos y China están compitiendo para saber quién se quedará con los secretos del mundo. La UE está invirtiendo a través del programa Quantum Flagship mil millones en 5 años para 23 países, mientras que dos de las principales empresas chinas han dicho que van invertir 30 mil millones entre las dos. Según Rubio: «Esas inversiones también se están notando en las startups y los resultados vendrán en 8 años». En ese sentido invertir en talento es fundamental porque la gente que sabe de tecnología cuántica no es mucha y está principalmente en Europa, según el informe `La España cuántica´ de 2019.

En tecnología cuántica España puede ser importante en el sur de Europa. China quiere hacer proximamente un experimento de comunicación entre Pekín y la Isla de la Palma. Rubio señala que el principal reto de una empresa al hacer la apuesta cuántica es montar un grupo de físicos que sepan de esto. Todos los grandes bancos tienen sus equipos de expertos con un responsable de tecnologías cuánticas que facilita mucho las cosas para los que vayan a proveerles de servicios, ya que la falta de interlocución es un tema a arreglar. También incide en que sería necesaria una estrategia nacional en tecnología cuántica , igual que hay una de inteligencia artificial.

Ignacio Cirac , director del Instituto Max Planck y uno de los referentes mundiales en la materia, considera que las empresas ya han acelerado el proceso de adquisición de los ordenadores cuánticos. Y esto ha dado un espaldarazo al desarrollo de esta tecnología. De ahí que comente a ABC: «Por eso la industria debe estar preparada para que no pase como con la inteligencia artificial: todos sabíamos que venía, pero unos determinados grupos industriales se llevaron la mayor parte del talento». En los últimos años se ha hecho mucho énfasis en buscar aplicaciones para los primeros prototipos de ordenadores cuánticos. «Las aplicaciones que más me llaman la atención son las de desarrollo de fármacos o de la industria química y las que están relacionadas con el desarrollo de materiales», subraya este experto.

«Estamos creando algoritmos cuánticos para los ordenadores del futuro escalables, y queremos saber hasta qué punto pueden ayudarnos a resolver ciertos tipos de problemas usando técnicas inspiradas en la computación cuántica. Por ejemplo, uno de los problemas que se está investigando es el de cómo los materiales a bajas temperaturas se convierten en superconductores. Estamos viviendo muchas revoluciones a la vez, todo el conocimiento del siglo pasado ahora estamos usándolo y desarrollándolo llegando a un punto tecnológico extraordinario», afirma Cirac.

En este avance se abren oportunidades para empresas de distintos tamaños. Un ejemplo es la startup española Quside , creada en 2017, y una de las primeras en trabajar en este ámbito en Europa. Carlos Abellán , cofundador y CEO de Quside, cuenta que el proyecto nació después de un periodo de diez años de investigación en el Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona.

La línea de investigación gira en torno a la criptografía cuántica , es decir comunicaciones seguras mediante la generación de números aleatorios a través de procesos cuánticos , lo que garantiza que esos números sean de alta calidad y seguridad. Abellán detalla: «Tenemos una tecnología patentada para la generación de números aleatorios, un chip lo que significa que es pequeño y se puede integrar en muchos dispositivos , es cuántico y rápido, de tal modo que podemos trabajar a gigabit por segundo, siendo mil veces más veloces que lo que hay ahora».

El CEO de Quside establece que la extensión de la ciberseguridad cuántica supone trabajar con las empresas para que hayan una migración proactiva al mundo de lo cuántico, porque no se puede seguir protegiendo la información del mismo modo que estábamos haciendo hasta ahora. «El año pasado fue interesante porque, por primera, vez un fabricante de móviles integró un generador cuántico de números aleatorios. Esperamos que la transición vaya acelerándose y conseguir escalar a los Smartphones», afirma Abellán.

Otra startup española, Multiverse Computing se formó hace un par de años a partir de un grupo de trabajo de una asociación sin ánimo de lucro. En el equipo había gente de diversas disciplinas y su objetivo era dilucidar si en 2017 se podía aplicar la cuántica al campo de las finanzas . Román Orús ,cofundador y CSO de Multiverse Computing señala: «Escribimos un artículo que ponía orden en un mundo difuso y establecía una serie de directrices. A raíz de ello nos empezaron a llamar distintos bancos. La empresa la dimos de alta en San Sebastián en 2019, fuimos a Toronto porque allí está la principal aceleradora mundial de startups de tecnologías cuánticas y pasamos por su programa. Lo cierto es que nadie esperaba que esto fuera a ir tan rápido, yo creía que el mundo de lo cuántico lo iban a ver mis nietos».

Multiverse Computing ofrece soluciones más eficientes a problemas matemáticos muy complejos. Identifican tareas que sí se pueden hacer de forma cuántica, como optimizar carteras de inversión. Saber en qué tienes que invertir o desinvertir es matemáticamente un problema complejo, no hay un ordenador convencional que pueda solucionarlo, nosotros usamos procesadores cuánticos que dan mayores resultados que las técnicas usadas hasta ahora. Otro ejemplo de sus actividades es calcular los riesgos, la probabilidad de una crisis financiera o prever el impacto de una medida económica.

Han cerrado acuerdos por más de un millón y ahora están trabajando con el principal banco de Francia. «Las empresas se tienen que habituar a esto. Finanzas y farma son los dos campos fértiles para la computación cuántica. Especialmente en finanzas hay muchos problemas muy duros y la gente que trabaja en ella es básicamente consumidora de algoritmos. La computación cuántica ha llegado para quedarse, no es el `blockchain´».

La investigación española es referente en el desarrollo de esta tecnología. Un ejemplo es MadQCI (Madrid Quantum Communication Infraestructure) , la última versión de una serie de redes cuánticas hechas en Madrid. En la actualidad la usan como infraestructura de pruebas en varias inicativas europeas, como CiViQ, que pertenece al Quantum Flagship, el proyecto cuántico financiado por la UE.

También la utilizan en OpenQKD, que es un proyecto que se considera la fase inicial de la EuroQCI, una ambiciosa iniciativa que quiere unir las principales capitales europeas con una red de comunicaciones cuántica. En él participan la Universidad Politécnica de Madrid, Telefónica y RedIMadrid .

El profesor de la UPM, Vicente Martín Ayuso , explica sobre MadQCI: «Es el nombre que damos a la infraestructura de comunicaciones cuánticas que estamos preparando en la capital y cuya primera fase ya está funcionando. Lo que estamos intentando desarrollar es cómo integrar esta tecnología en nuestras redes de fibra óptica , de manera que en el futuro no necesitemos montar para la comunicación cuántica una red por separado, algo que sería muy costoso».

Diego R. López, responsable de Technology Exploration& Standards de Telefónica, añade: «La idea es que con ella se despliegue en el entorno una mayor capacidad de innovación, investigación y un desarrollo industrial en términos de crear soluciones».

Los referentes internacionales también tienen presencia en España. José Camacho es el director de Supercomputación y Computación Cuántica de Atos en Iberia . Esta empresa francesa es el primer proveedor de supercomputación a nivel europeo, y está entre los cinco primeros a nivel mundial. Camacho deja claro: «No sabemos cuál es la tecnología que va a triunfar en esta carrera. La computación cuántica es disruptiva, pero no va a sustituir a la computación clásica, viene a complementar las capacidades de cálculo y las capacidades de hacernos nuevas preguntas».

No están en la carrera de desarrollar un computador cuántico, sino que poseen un simulador cuántico que lo que permite a las empresas es empezar a prepararse para cuando la tecnología esté madura y se pueda usar de manera habitual.

Camacho dice: «En el ecosistema de competitividad en el que se mueven hay dos cadenas de valor, un grupo selecto de empresas que están invirtiendo en el mundo de la computación cuántica. Otra cadena de valor son todos los que están trabajando en el mundo del software, ahí nos posicionamos nosotros y en la carrera de fabricar un coprocesador, desarrollando cosas que sean útiles y aplicables al mundo del negocio, ya que el cementerio de la tecnología está lleno de hallazgos que murieron porque no se creó la demanda suficiente».

El de Atos es un modelo llamado myQLM. Camacho detalla que otro pilar es intentar a acompañar a los clientes con toda una oferta de servicios basados en: qué necesitas, cómo lo necesitas y cómo podemos ayudarte. Tambíen incide en que el precio de una empresa de perder el tren cuántico es la desaparición o tener que pagar la tecnología de otros que actuaron como pioneros, y eso es tanto válido para las empresas como para los países. El siguiente paso evolutivo de la computación cuántica para Camacho es convertirla en una opción accesible para todos, popularizando su uso.

Otro hito investigador español es Qilimanjaro Quantum Tech , una ‘spin-off’ surgida en 2019 de la Universidad de Barcelona, el Barcelona Supercomputing Center (BSC) y el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE) . Su funcionamiento se basa en dos equipos de desarrollo complementarios, uno de hardware, el que diseña y fabrica los qubits, y otro, el de software para gestionar los qubits, integrados ambos para conseguir el máximo rendimiento.

Víctor Canivell , socio cofundador y director ejecutivo de Qilimanjaro explica: «Nuestros desarrollos se centran en dos sistemas, uno para dar respuesta a un gran número de usuarios vía la nube en un servicio Quantum-as-a-Service (QaaS), y otro para ofrecer sistemas de sobremesa a usuarios que quieran conocer directamente nuestra tecnología y necesiten realizar sus cálculos sin necesitar el acceso a redes de comunicación». Un tema clave para el desarrollo de Qilimanjaro es el uso extendido de su software de acceso a los computadores cuánticos, su sistema open-source Qibo. Permite el acceso y gestión de simuladores cuánticos en servidores clásicos y en breve también en sistemas de supercomputación.

Canivell comenta: «Nuestro servicio en la nube permitirá un acceso público y universal a nuestros sistemas. Inicialmente los usuarios corresponderán a proyectos de investigación, no sólo académicos, sino también comerciales, probablemente de grandes grupos que necesiten abordar problemas de optimización».

José Ignacio Latorre , físico cuántico y socio cofundador de Qilimanjaro Quantum Tech, afirma que la apuesta de valor de su startup es la humildad y el talento, donde la curiosidad juega un papel fundamental. Y detalla que con los fondos europeos NextGeneration se va a hacer un ordenador cuántico de producción accesible tanto para el sector educativo como para el tejido industrial.

Sobre el futuro Latorre afirma: «La amenaza de la computación cuántica es el mal uso . Con la ley de la balanza se hizo la catapulta, con el conocimiento del átomo hicimos la bomba atómica, de ahí la importancia de tener criterios éticos y leyes. No hay que limitar a los ordenadores cuánticos, sino el uso de los mismos».

Pese a esto, también hay que destacar que la computación cuántica es una solución energética al gasto que implica el cómputo. «Hace poco en los experimentos de ventaja cuántica se ha comparado por Google el ordenador cuántico y uno de los superordenadores más potentes de Europa, respectivamente uno funciona instantáneamente frente a los tres meses de cálculo del superordenador. Cuando nos vamos a lo más pequeño automáticamente ahorramos energía», comenta Latorre, actualmente director de los centros de tecnologías cuánticas de Abu Dabi y Singapur. El pacto para Latorre fue irse al centro de Abu Dabi obteniendo ayuda para el grupo de Barcelona.

El científico comenta a ABC que en el centro de Abu Dabi, si todo va bien, tendrán para final del verano los primeros chips cuánticos del mundo árabe. «Una de las razones por las que acepté venir es porque creo que cuantos más ordenadores cuánticos haya en el planeta mejor, no se debe repetir el error de las bombas atómicas creando centros de poder. Cuantos más países tengan esta tecnología más razonable será todo, por eso estoy abierto a colaborar con todos. Al mismo tiempo cabe mencionar que en Qilimanjaro Quatum Tech ya estamos imprimiendo los primeros qubits, en ese sentido España está ya en la carrera», acota.

En cuanto al siguiente paso evolutivo, después de llegar a la computación cuántica, Latorre considera que vamos a tener un periodo de desarrollo y aplicaciones que va a durar. El verdadero salto será el de la inteligencia artificial avanzada, «cómo convivir con ella, cómo la salud humana se relacionará con ella, el siguiente paso de la humanidad es delegar la inteligencia».

Este científico frente al futuro de la cuántica cree que el crecimiento de esta tecnología es inevitable, «porque en el fondo lo que está detrás es que el ser humano ha alcanzado el control de las partículas elementales. Y lo sorprendente es que las leyes cuánticas son especiales, contraintuitivas, pero muy potentes. Hay dos componentes: la inevitabilidad y la fascinación de ese nuevo universo que estamos descubriendo, porque la computación cuántica es una aventura de por sí magnífica que pone a prueba las capacidades del conocimiento humano, algo ante el que nadie debería quedar indiferente». Y muy lejos de esa indiferencia, el talento español trabaja para liderar esta gran disrupción cuántica.