La computación cuántica (QC) tuvo un ciclo de promesas teóricas que fue seguido de "inviernos cuánticos", en el que los investigadores se toparon con limitaciones técnicas para lograr una solución comercial.
Por este motivo, los países están lanzando iniciativas para lograr la factibilidad técnica a una escala en que la utilidad de la supercomputadora supere su costo.
"Recientemente, la Agencia de Proyectos Especiales para la Defensa de los Estados Unidos (DARPA) lanzó la Iniciativa QBI (Quantum Benchmarking Initiative), con el mandato a sus participantes de determinar la factibilidad de un computador cuántico a escala de utilidad. Es decir, aquel cuyo valor en términos computacionales supere su costo, que pueda ser construido y puesto en funcionamiento para el año 2033", indica a iProUP Roberto Sánchez Vilariño, especialista en riesgo y seguridad digital.
En este sentido, remarca que "para comprender la magnitud de la Iniciativa QBI, hay que recordar el impacto que en el pasado ha tenido DARPA al promover iniciativas que han representado cambios trascendentales para nosotros: en 1969 creó ARPANET (el precursor de Internet) y en 2011, invirtió en vacunas de ácido nucleico (programa ADEPT) sentando las bases para la vacuna de Moderna contra la COVID-19".
"DARPA, según el propio documento de QBI, afirma que su objetivo es encauzar el enfoque de las investigaciones sobre QC, de la 'Supremacía' a la 'Utilidad', y si tiene éxito, la QBI proporcionará una nueva clase de máquina capaz de simular la realidad física con tal fidelidad que los métodos actuales de descubrimiento de fármacos, ciencia de materiales y seguridad criptográfica quedarán obsoletos", añade.
De hecho, se denominó como Q Day o Día Q al momento en el que las computadoras cuánticas puedan romper el cifrado tradicional, por lo que se podrán vulnerar sistemas de seguridad de los bancos y de las criptomonedas.
Qué es proyecto de computación cuántica utilitaria QBI
"La agencia ha diseñado un plan en tres etapas para evaluar y descartar aquellas opciones con menos posibilidades de cumplir la meta del 2033, enfocándose en la viabilidad, desde la ingeniería, de cada participante", considera Sánchez Vilariño, quien desglosa estas fases del proyecto cuántico de EE.UU.:
1. Evaluación de Plausibilidad (6 meses, Completada)
Se filtraron los conceptos en "ingeniería difícil", requiriendo que los participantes presentaran una hoja de ruta teóricamente sólida con un camino plausible hacia la tolerancia a fallos. Esto ya eliminó arquitecturas sin un camino defendible.
2. Aterrizar los modelos (12 meses, estado actual)
Los participantes seleccionados reciben hasta u$s15 millones para crear un plan integral de investigación y desarrollo.
Esta fase de reducción de riesgos se centra en identificar y mitigar cada posible punto de fallo (por ejemplo, ruido térmico, diafonía), entregando un plano arquitectónico certificado antes de la construcción.
3. Validación y Co-Diseño (Horizonte de Ejecución)
Los que avancen a esta etapa se asociarán con el gobierno de EE.UU. para la construcción del computador. La financiación asciende hasta u$s300 millones por participante.
El éxito se determina mediante métricas de rendimiento transparentes y verificables, aplicadas por equipos gubernamentales integrados con organizaciones de verificación independiente.
Qué empresas participan en el proyecto
Al observar la lista de empresas incorporadas en la etapa B, se evidencia una apuesta a la diversificación tecnológica producto de la actual incertidumbre sobre cuál puede ser aquella que liderará la adopción masiva de la QC.
En el listado de las empresas figuran estas compañías de Estados Unidos, Canadá, Australia y el Reino Unido:
- Superconductores: IBM, Nord Quantique, Google
- Cómputo Cuántico Basado en Átomos/Iones: QuEra Computing, Atom Computing, IonQ, Quantinuum
- Cómputo Cuántico Basado en Silicio: Diraq, Quantum Motion, Silicon Quantum Computing, Photonic Inc.
- Cómputo Cuántico Fotónico: Xanadu, PsiQuantum
- Cúbit Topológico: Microsoft
Sánchez Vilariño resalta que "es importante resaltar que QBI no se trata de apoyo financiero: para muchas de estas empresas, las cifras son irrelevantes. Su involucramiento tiene otras ventajas especialmente reputacionales".
"Hablando de reputación, hizo mucho ruido fue el anuncio de Willow, el chip de Google, que realizó en minutos operaciones de 'septillones de años' en computación tradicional, demostrando la 'Supremacía Cuántica'. En la práctica, los resultados siguen sin presentar utilidad comercial inmediata, lo que contrasta y refuerza la meta del QBI", comenta.
A qué apunta la computación cuántica
"Escalar la QC a nivel de utilidad no se trata de hojas de cálculo más rápidas; se trata de resolver problemas que actualmente son matemáticamente irresolubles debido a la explosión combinatoria. Algunos ejemplos aterrizados de esto puede ser lo siguiente", señala Sánchez Vilariño:
- Ingeniería Farmacéutica y Química: el descubrimiento de fármacos es ineficiente debido a las simulaciones necesarias imposibles de lograr con las capacidades actuales. Un ordenador cuántico útil simularía la estructura electrónica exacta de proteínas y moléculas, acortando plazos de más de 10 a 2 años. Esto facilitaría el desarrollo de tratamientos para enfermedades complejas o nuevos catalizadores, como los de captura de carbono
- Logística: optimizar 50.000 camiones o barcos bajo condiciones dinámicas (clima, combustible, restricciones) es imposible para las supercomputadoras clásicas debido a la complejidad exponencial del problema. Los algoritmos cuánticos (como QAOA) pueden procesar simultáneamente estos vastos espacios combinatorios, lo que podría reducir el consumo de combustible en un 20%
- Servicios financieros: la estimación de amplitud cuántica acelera la simulación de escenarios financieros complejos y no lineales (riesgos de "cisne negro"). Permite a los bancos ejecutar millones de escenarios de riesgo en una noche (frente a semanas), ofreciendo una cobertura dinámica y más precisa contra caídas de mercado
- Tecnología de baterías y ciencia de materiales: el límite de las baterías de iones de litio actuales impulsa la necesidad de simulación cuántica, que permitiría modelar nuevos electrolitos y electrodos a nivel atómico, acelerando el descubrimiento de moléculas químicas de estado sólido, que pueden duplicar el alcance de los vehículos eléctricos
Qué pasa en otros países fuera de EE.UU.
Para comprender el panorama, Sánchez Vilariño ofrece un resumen de la carrera cuántica en otros países:
- China: adopta un enfoque de centralización, identificando la tecnología cuántica como una prioridad estratégica en su 14º Plan Quinquenal. Su inversión estimada supera los u$s15.000 millones, y ha construido la instalación de investigación cuántica más grande del mundo en Hefei. China está cerrando agresivamente la brecha en hardware de computación con proyectos como el ordenador superconductor "Origin Quantum," lo que subraya la percepción de amenaza por parte de entidades occidentales
- Europa: destaca por su talento científico de clase mundial. Su estrategia, a través del Quantum Flagship (1.000 millones de euros) y la red EuroQCI, se centra en la seguridad de las comunicaciones y la soberanía tecnológica. Sin embargo, el continente lucha con la fragmentación de capital
- Japón: se ha labrado un nicho centrado en la integración y los materiales de precisión. A través de su Moonshot Goal 6 y la Estrategia de Innovación en Tecnología Cuántica, el país se ha fijado el objetivo ambicioso de un ordenador cuántico tolerante a fallos para 2050, con inversión proyectada de aproximadamente u$s7.400 millones que se canaliza a través de sus gigantes industriales (Toshiba, Fujitsu)
"La carrera por el dominio de la tecnología cuántica puede ser vista como la capacidad nuclear del siglo XXI, y lo escala de una en el tablero geopolítico donde otros actores clave también están trabajando", concluye.
