Computación cuántica: el siguiente nivel

Una transición tecnológica se está gestando, y América Latina debe prepararse para seguir el paso a los desarrollos que trae consigo la computación cuántica en diversos sectores. Las capacidades de procesamiento y de trasmisión de datos alcanzarán nuevos estándares y los primeros pasos ya se han dado desde fuera de la región.

COMPUTACIÓN CUÁNTICA : EL SIGUIENTE NIVEL

La tecnología que utilizamos en nuestra vida diaria es el resultado de avances progresivos en innovación que, con el transcurrir de los años, lograron desarrollarse gracias a los centros de investigación y laboratorios de empresas líderes, comunidades académicas y gobiernos. Así, aquello que hoy se encuentra en investigación y desarrollo podría convertirse en la tecnología vigente para los próximos años, tal y como lo fue con cada generación de telefonía móvil. Por ejemplo, este año Samsung inició las pruebas de velocidad de internet en 6G cuando muchos países en nuestra región empiezan a migrar hacia 5G. [1]

Existe, también, un tipo de tecnología que se utiliza para desarrollar más tecnología, es decir, funciona como infraestructura base, y por lo tanto no es visible como tal entre los consumidores y usuarios finales. Tenemos como ejemplo a los protocolos de internet, las redes celulares de ancho de banda, los lenguajes de programación, etc. La computación cuántica es una de aquellas tecnologías de infraestructura que estaría transformando el desarrollo del hardware y software del futuro. Y se convertiría en el paso natural hacia el siguiente nivel tecnológico. [2]

Se espera que la mecánica cuántica (un campo especializado de la física) contribuya a comprender y potenciar el rendimiento de componentes electrónicos para la trasmisión y procesamiento de datos. Actualmente, las computadoras de alto rendimiento (supercomputadoras) son utilizadas para resolver cálculos complejos y procesan inmensos volúmenes de datos. Por ejemplo, al Programa de Estudios y Control de Enfermedades Tropicales (PECET) de la Universidad de Antioquia (Colombia) le tomó dos años poder analizar 600 mil moléculas y 4300 proteínas para desarrollar un medicamento contra el “Leishmaniasis” en el año 2013, pero le hubiera tomado 120 años sin el poder de procesamiento de una supercomputadora. [3]

Hoy, nueve años más tarde, y de acuerdo con el ranking de las 500 supercomputadoras más potentes en el mundo (Top 500 - junio 2022), apenas 6 de ellas están ubicadas en nuestra región, concretamente en Brasil. Mientras que el 60% del ranking se concentra en los países de China (173) y Estados Unidos (128). [4] Aquí es donde la computación cuántica jugaría un rol importante, y podría llevar el procesamiento de datos actual hacia un siguiente nivel (de hardware y software) mucho más adecuado a las demandas del futuro. Bajo ese posible escenario, el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) publicó en 2019 una recopilación de los impactos positivos y aplicaciones que la computación cuántica tendría en sectores diversos, tales como: la capacidad de simular los cambios de clima con mejor precisión para la predicción de desastres naturales, simular los efectos de nuevos medicamentos en organismos vivos, o la optimización de rutas bajo múltiples escenarios. Además de los impactos sobre las tecnologías emergentes, tales como: la inteligencia artificial, el blockchain, la ciberseguridad, así como el internet de las cosas y el 5G. [5]

EL SATÉLITE MICIUS

China no es el único país en el mundo que está investigando y desarrollando computación cuántica, pero en 2021 logró un avance en la trasmisión de datos encriptados a largas distancias usando tecnología cuántica. [6]

Se trata de la misión QUESS (Quantum Experiments at Space Scale), que pretende crear una red experimental de comunicación encriptada uniendo Shanghái, Hefei, Jinan, Pekín y otras ciudades. Lo particular de esta iniciativa fue que en 2016 lanzaron un satélite científico (denominado MICIUS) que fue diseñado para generar fotones entrelazados y desde el espacio emitirlos hacia las estaciones terrenas para las pruebas de distribución de claves cuánticas (QKD - Quantum Key Distribution). Para inicios del año 2021, las pruebas de comunicación alcanzaron una extensión de hasta 4600 kilómetros, es decir la distancia más larga para una red integrada de comunicación cuántica a la fecha, para lo cual se combinó una red terrestre de fibra óptica y la trasmisión satélite-tierra.

No cabe duda de que nuestra región atravesará por este cambio tecnológico y corresponde preguntarnos si participaremos de la computación cuántica como meros usuarios o seremos parte del desarrollo de sus aplicaciones. Si bien esa tecnología se encuentra actualmente en desarrollo, involucrarse hoy en proyectos de tecnología cuántica con socios experimentados podría ayudar a construir las capacidades necesarias para dar los primeros pasos hacia la computación cuántica, pero también para comprender mejor sus beneficios y evaluar posibles modelos de negocio.

Referencias:

1) Sharma, Dinesh. (2021). 6G Network Tests Conducted Successfully: Will It Launch Before 2030? Nepali Telecom. December 26, 2021. Disponible en : https://www.nepalitelecom.com/samsung-conducts-6g-test-thz-ucsb (visitado el 10/08/2022)

2) Yanes, Javier. (2019). El teletransporte ya está aquí, pero no es lo que esperábamos. BBVA OpenMind. Octubre 2019. Disponible en: https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/fisica/el-teletransporte-ya-esta-aqui-pero-no-es-lo-que-esperabamos/ (visitado el 10/08/2022)

3) Lalinde, Juan. (2014). Supercomputadores, ‘laboratorios’ para procesar la ciencia. Revista Universidad EAFIT. Vol 49. N° 164. Julio - diciembre 2014. Disponible en: https://www.eafit.edu.co/investigacion/revistacientifica/edicion-164/Paginas/supercomputador-apolo.aspx (visitado el 10/08/2022)

4) TOP500. (2022). TOP500 List. June 2022. Disponible en: https://www.top500.org/lists/top500/2022/06 (visitado el 10/08/2022)

5) Allende, Marcos. (2019). Tecnologías Cuánticas: Una oportunidad transversal e interdisciplinar para la transformación digital y el impacto social. Washington: Banco Interamericano de Desarrollo – BID. Marzo 2019. Disponible en: https://publications.iadb.org/es/tecnologias-cuanticas-una-oportunidad-transversal-e-interdisciplinar-para-la-transformacion-digital (visitado el 10/08/2022)

6) QUESS - Satellite Mission. EO Portal Directory. Disponible en: https://directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/q/quess (visitado el 10/08/2022)

7) Europa Press. (2021). China establece la primera red de comunicación cuántica integrada. 7 de enero del 2021. Disponible en: https://www.europapress.es/ciencia/laboratorio/noticia-china-establece-primera-red-comunicacion-cuantica-integrada-20210107102048.html (visitado el 10/08/2022)

8) USTC News Center. (2021). The world's First Integrated Quantum Communication Network. University of Science and Technology of China - USTC. January 7, 2021. Disponible en: http://en.ustc.edu.cn/info/1007/3182.htm (visitado el 10/08/2022)

9) SASAC. (2018). Quantum Experiments at Space Scale (QUESS) Micius. State-owned Assets Supervision and Administration Commission of the State Council. October 12, 2018. Disponible en: http://en.sasac.gov.cn/2018/10/12/c_508.htm (visitado el 10/08/2022)

10) BBC Mundo. (2016). Micius, el pionero satélite cuántico chino que puede revolucionar la historia de las comunicaciones del mundo. 17 de agosto del 2016. Disponible en: https://www.bbc.com/mundo/noticias-37064468 (visitado el 10/08/2022)