El talento femenino pide protagonismo en la revolución cuántica

Esa inseguridad a la hora de elegir una carrera científica la conoce muy bien la madrileña Ana Martín Fernández, hoy doctora en Física por la Universidad del País Vasco. «Matemáticas y Física era lo que más me gustaba, pero yo sentía que esas carreras eran para los listos, y que no era para mí», confiesa la joven. Así que decidió matricularse en Aparejadores y a los pocos meses lo dejó y cursó FP de Administración y Finanzas. «Estaba trabajando a media jornada y mientras veía los documentales científicos pensé que no tenía nada que perder si me matriculaba en Física que era lo que realmente me gustaba», recuerda Ana Martín. En clase de Mecánica Cuántica escuchó hablar por primera vez de computación cuántica. «Para mí era un campo nuevo que se podía aplicar en algo tan simple como un ordenador», matiza, y al licenciarse se fue a la Universidad del País Vasco porque entonces era donde estaba el único máster en tecnologías cuánticas, y allí acabó haciendo el doctorado. «Fue todo un camino inesperado, pero de las mejores decisiones que he tomado», asegura hoy a sus 34 años. Quiere continuar su formación científica en Alemania, aunque en estos momentos está escribiendo un libro de divulgación. Al comenzar a estudiar este campo «me he chocado de bruces con el estado de la tecnología, estamos lejos de tener un ordenador cuántico, pero en ese camino se han conseguido muchos avances», indica la joven científica. Fue en su post doctorado cuando ella descubrió la sensórica cuántica, «sensores de movimiento, luz, sonido, capaces de medir campos magnéticos pequeños y débiles. Tienen aplicaciones en campo médico, donde se podrán hacer resonancias magnéticas de una célula, o reducir todos los aparatos que se utilizan en esas resonancias. Es algo que parece abstracto pero que se puede aplicar a tecnologías del día a día».

Alba Cervera (Barcelona, 1991), es la coordinadora del proyecto Quantum Spain, el más grande que hay en España en computación cuántica. Con una inversión de 22 millones de euros, pretende instalar un ordenador cuántico en el Barcelona Supercomputing Center- Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) e impulsar el ecosistema de computación cuántica en España. Se inclinó por estudiar Física en la Universidad de Barcelona gracias a un buen profesor que tuvo de esta materia, aunque desde pequeña ha tenido siempre mucha curiosidad por entender todo. Además, a su padre le gusta la ciencia ficción, y todo lo que aprendía con él también influyó en su elección. Se doctoró en computación cuántica y durante su doctorado realizó estancias en la University of Oxford y el Instituto de Física Teórica en Madrid. Esta joven catalana fue la ganadora de la primera edición de los premios Qiskit internacionales en computación cuántica organizados por la empresa IBM. Ha realizado un postdoctorado en Toronto y desde octubre de 2021 se encuentra en el BSC. «La formación cuántica me enganchó en la carrera cuando la descubrí, me gustó mucho. Me atraen las cosas que no me espero y no había oído hablar nunca de ello. Me fascinó que pudiésemos manipular la información usando los fenómenos cuánticos que aúnan física con tecnología», afirma Alba Cervera.

En diciembre de 2023, se inauguró en el BSC-CNS el supercomputador europeo MareNostrum 5, una de las máquinas más completas y versátiles del mundo al servicio de la comunidad científica y la única con dos sistemas en la lista de los 20 supercomputadores más potentes del planeta. El proyecto que lidera Cervera busca un ordenador cuántico real en el BSC y con él dar servicio a toda la comunidad científica española a través de la red de supercomputación. «Nuestro objetivo es poder integrar nuestro ordenador cuántico al MareNostrum 5, que sea una parte más», avanza la investigadora. «De momento lo que tenemos en todo el mundo son prototipos, los ordenadores cuánticos se están desarrollando, empezamos a tener prototipos cada vez más sofisticados, capaces de hacer tareas específicas que no tiene aplicación corriente y son más rápidos que un ordenador», aclara Alba. Recuerda que el potencial de estas máquinas es muy grande, «van a influenciar en muchas áreas como la química, la ciencia de materiales, la criptografía. Estudiamos sus usos en la IA, logística, finanzas… en algunos casos hay certezas y en otros de momento es investigación», añade.

Hay muchas formas de hacer ordenadores cuánticos y en el SCB lo están haciendo por circuitos superconductores. «El que tenemos de Quantum Spain es de tipo digital y el de Europa será analógico. A nivel de materia, parece lo mismo pero la arquitectura del chip es muy diferente, la forma de programarlo y los problemas que puedes realizar son diferentes, por eso se complementan», explica la científica.

Satisfecha por cómo se está desarrollando el proyecto, Alba Cervera habla de algunos de los principales retos que tienen por delante. «Ahora mismo se dice que los ordenadores cuánticos son ruidosos, es decir, que tienen errores, pero para corregirlos necesitamos que sus capacidades sean más potentes», explica la científica. «Para tener corrección de errores necesitamos miles de cubits y ahora como mucho son cientos. Estamos en una fase inicial y hay que trabajar con esos errores», matiza. Aclara también que hay varias tecnologías cuánticas, como circuitos superconductores, también fotónica, átomos atrapados, átomos fríos… «Cada una tiene pros y contras y todavía no sabemos cuál será la tecnología del futuro, puede ser una , varias, una mezcla u otras nuevas».

Sònia Fernández–Vidal (Barcelona, 1976) es doctora en Información y Óptica Cuántica por la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), donde fue profesora. En los últimos años ha visto como la familia que hace información cuántica ha crecido, «se ha extendido, ha habido un boom». Recuerda que después de 1925, cuando se descubrió la mecánica cuántica, hubo una revolución tecnológica cuántica. «Todo lo que lleve transistores funciona gracias a la física cuántica y más de un tercio de nuestra economía funciona gracias a la tecnología que se desarrolló. Todos los leds, tecnología digital de hoy en día está basada en la física cuántica. Transformó completamente el modo en el que vivimos», explica la científica. Y ahora, no tiene dudas de que «estamos en los inicios de una segunda revolución tecnológica cuántica. El control al que hemos llegado de los fenómenos como la superposición junto con la capacidad actual que tenemos de manipular átomos y fotones a nivel individual nos ha allanado el camino a estas prometedoras tecnologías.

Fernández-Vidal también ha sido desde pequeña muy curiosa y tuvo siempre claro que quería estudiar Física. Ha trabajado y colaborado como investigadora en algunos de los centros más prestigiosos como son el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) en Suiza, el Laboratorio Nacional de Los Álamos en Estados Unidos o el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO) en Barcelona. Y haciendo uso de su reconocida labor divulgativa, Sònia Fernández-Vidal define el ordenador cuántico como «infinitos ordenadores en infinitos universos paralelos computando al mismo tiempo. Pero también utiliza propiedades del mundo cuántico que no existen en el ordenador clásico. Es como pasar de llamarnos por señales de humo a llamarnos por el móvil, una tecnología totalmente diferente», matiza. Asegura que toda la capacidad de la computación cuántica es un tema geoestratégico y en este momento EE.UU. y China lideran, pero «Europa no puede quedarse rezagado. Es un momento importante y luchando para manteneros en esta carrera».

En las facultades de Ingeniería también vemos como la computación y la mecánica cuántica van ganando protagonismo. En la UPM, por ejemplo, hay un máster en Ingeniería Cuántica. Se trata de un área interdisciplinar dedicada al desarrollo de nuevas tecnologías basadas en los principios de la mecánica cuántica. «Podríamos decir que surge del propio mundo académico a principios de los años 80 del pasado siglo, con artículos científicos fundacionales sobre computación cuántica como los de Paul Benioff o Richard P. Feynman, así que el interés académico por la ingeniería cuántica es, de alguna manera, consustancial a la misma», explica María García Díaz, física teórica y profesora permanente en la UPM donde imparte también la asignatura de Comunicaciones Cuánticas en el máster de Ingeniería Cuántica. Además, forma parte del grupo MathQI de la Universidad Complutense, especializado en matemáticas e información cuántica. Asegura que, desde aquellos años, la investigación académica en tecnologías cuánticas, a nivel tanto teórico como experimental, no ha hecho sino consolidarse como una de las más relevantes.

Sobre la presencia de mujeres en esta área, la docente habla del informe de 2024 de la Uncesco, «Changing the equation: Securing STEM futures for women», en el que se indica que en los países del G20 solo un 22% de las personas que trabajan en los ámbitos de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas se identifican como mujeres. «Aún no existen estadísticas globales que midan cuántas de ellas se dedican en particular al campo de la cuántica, pero imagino que el porcentaje será mucho menor», añade. Por ejemplo, según la física australiana Cathy Foley, hay solo un 12,5% de físicas cuánticas a tiempo completo en las universidades australianas.

Una vez que las tecnologías cuánticas operan sobre principios físicos distintos de aquellos en los que se basan sus homólogas clásicas, resuelven los problemas de manera diferente. «En algunos casos dicha resolución presenta claras ventajas. Por ejemplo, los simuladores cuánticos pueden reproducir el comportamiento físico de sistemas complejos de interés de manera eficiente, tarea inasumible para los ordenadores clásicos por su enorme coste computacional», subraya María García. En el caso de los sensores cuánticos, gracias a su particular arquitectura, «pueden alcanzar precisiones mucho mayores a la hora de medir señales, y los ordenadores cuánticos pueden resolver algunos problemas, como la paradigmática factorización de números muy grandes (de gran relevancia en el ámbito de la ciberseguridad), de manera eficiente», añade.

Una revolución en construcción en el que el talento científico femenino pide un papel protagonista.