La tecnología cuántica es el conjunto de tecnologías que aprovechan las propiedades únicas de la mecánica cuántica, una rama de la física que describe el comportamiento de las partículas a nivel subatómico. A diferencia de la tecnología clásica, que opera bajo las leyes de la física newtoniana y electromagnética, la tecnología cuántica explota fenómenos como la superposición, el entrelazamiento cuántico y la coherencia cuántica.
Las tecnologías cuánticas representan un campo extremadamente prometedor que abarca tres pilares fundamentales:
- Computación cuántica.
- Comunicación cuántica.
- Detección cuántica.
Según el informe ‘Technology Trends Outlook 2024‘ de McKinsey, el impacto económico global potencial de estas tecnologías podría alcanzar aproximadamente los 0,9 billones de dólares (900.000 millones de dólares). Si bien la verdadera ventaja cuántica para aplicaciones útiles aún está en desarrollo, estamos viendo investigaciones y ensayos prometedores de empresas pioneras en diversas industrias, incluidas la química, farmacéutica, financiera, automotriz y aeroespacial.
Tecnologías cuánticas: avances y desarrollos recientes
Según el informe McKinsey, durante 2023 se lograron importantes avances en el campo de las tecnologías cuánticas. Según informa Reuters, una colaboración entre Microsoft y Quantinuum ha producido cuatro qubits lógicos fiables –se utilizan en las computadoras cuánticas para realizar cálculos de manera más confiable y resistente a errores–, con una tasa de error inferior al 0,01 %. Además, los equipos de investigación de IBM, Google y otros han logrado avances para superar los límites de los qubits lógicos y las tasas de error. Estos avances podrían representar un trampolín prometedor hacia avances muy necesarios en el camino hacia qubits escalables y de alta calidad capaces de ofrecer resultados significativos.
Se ha hecho especial hincapié en la creación de todo el conjunto, incluido el software, y en la integración de la computación cuántica con las infraestructuras informáticas clásicas. Además, se han logrado avances en materia de seguridad de la información gracias a los avances de la computación cuántica, y los principales actores tecnológicos han reforzado las medidas de seguridad para reducir los riesgos de que surjan nuevas amenazas derivadas de los ataques de tipo “cosecha ahora, descifra después”.
La adopción de las tecnologías cuánticas a nivel mundial
Dada su naturaleza incipiente, no es sorprendente que las tecnologías cuánticas estén entre las menos adoptadas de las tendencias analizadas. Sin embargo, el potencial de las futuras aplicaciones cuánticas de ser disruptivas en sectores y casos de uso específicos ha inspirado a varias empresas a experimentar y poner a prueba diferentes tecnologías cuánticas. Los sectores financiero, farmacéutico, tecnológico, energético y de materiales (incluida la química) y de telecomunicaciones se han convertido en líderes en su adopción, y más del 40 % de las empresas afirman que están realizando experimentos y proyectos piloto.
Aplicaciones de la tecnología cuántica
- Computación cuántica: Utiliza qubits para realizar cálculos que serían inabordables para las computadoras clásicas. Las computadoras cuánticas prometen resolver problemas complejos en áreas como la criptografía, la simulación molecular, la inteligencia artificial y la optimización.
- Criptografía cuántica: Garantiza la seguridad de las comunicaciones mediante principios cuánticos, como la distribución de claves cuánticas (QKD), que es resistente a los métodos de hackeo clásicos.
- Sensores cuánticos: Utilizan propiedades cuánticas para medir con una precisión sin precedentes. Estos sensores pueden mejorar la detección de campos magnéticos, gravitacionales o eléctricos, con aplicaciones en la geofísica y la medicina.
- Simulación cuántica: Reproduce el comportamiento de sistemas cuánticos complejos, lo que permite estudiar materiales, reacciones químicas y otros fenómenos que son difíciles de simular con computadoras clásicas.
- Metrología cuántica: Aumenta la precisión en la medición del tiempo, la distancia y otros parámetros físicos utilizando fenómenos cuánticos.
Dimensiones clave para el siguiente nivel de adopción
Es probable que el siguiente nivel de adopción de las tecnologías cuánticas implique que las empresas exploten los ordenadores cuánticos para acelerar significativamente la resolución de un conjunto de valiosos problemas computacionales. Además, las empresas se sentirán motivadas a mejorar sus métodos de cifrado mediante la inclusión de la criptografía poscuántica, lo que garantizará la protección de los datos digitales esenciales y a largo plazo. Algunos avances clave que podrían permitir el siguiente nivel de adopción son: un mayor número de qubit físicos (más de 1000) con tasas de error bajas, un número cada vez mayor de qubits lógicos corregidos para detectar errores y la implementación de algoritmos criptográficos resistentes a la cuántica.
Ejemplos de aplicaciones de tecnologías cuánticas en la actualidad
El informe McKinsey informa sobre varias empresas que ya están experimentando con aplicaciones de tecnologías cuánticas.
- Por ejemplo, HSBC anunció una asociación con Quantinuum para explorar los beneficios del aprendizaje automático cuántico y el procesamiento cuántico del lenguaje natural para analizar con mayor precisión los datos de los clientes y prevenir el fraude.
- Apple ha actualizado el cifrado de iMessage con un nuevo protocolo conocido como PQ3 que utiliza criptografía poscuántica para proteger los mensajes contra futuras violaciones de cifrado por parte de computadoras cuánticas.
- Además, la administración de Biden ha designado 31 centros tecnológicos en los Estados Unidos, incluido el Bloch Tech Hub dirigido por la Bolsa Cuántica de Chicago, para aumentar el acceso a las instalaciones cuánticas y satisfacer la demanda de la industria.
