Impulsado por el sueño de una computación cuántica que revolucione el mundo, un grupo de estudiantes, docentes y profesionales de la ingeniería electrónica creó Quantum Information Science, el primer semillero de investigación de la Universidad del Valle (Univalle) enfocado en este innovador campo.
Con apenas un año de trayectoria, este equipo ha desarrollado dos prototipos que facilitan la comprensión de los principios físicos de esta tecnología, generando interés internacional por su enfoque formativo y pedagógico.
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¿Qué es la computación cuántica y cuál es su potencial?
La computación cuántica es una rama avanzada de la informática que utiliza principios de la mecánica cuántica para procesar información. A diferencia de la clásica, que se basa en bits con valores binarios (0 o 1), la computación cuántica emplea cúbits (bits cuánticos), capaces de estar en una superposición de ambos estados al mismo tiempo.
Además, los cúbits pueden entrelazarse, lo que significa que el estado de uno puede estar determinado por otro, incluso estando separados por grandes distancias. Estas propiedades permiten diseñar nuevas puertas lógicas y algoritmos con un poder de cómputo exponencialmente superior para tareas específicas.
Gracias a estas características, este tipo de computación se perfila como una herramienta transformadora en áreas como la Inteligencia Artificial, la criptografía, la química y la ciencia de materiales, ya que permite simular sistemas complejos y procesar grandes volúmenes de datos con una eficiencia sin precedentes. Por ejemplo, posibilita modelar moléculas y reacciones difíciles de estudiar experimentalmente, así como resolver problemas computacionales que antes eran considerados inabordables.
Sin embargo, este campo continúa en una fase experimental. Empresas como IBM, AWS y Microsoft lideran su desarrollo, enfrentándose a desafíos como la corrección de errores y la estabilidad de los sistemas cuánticos, lo que convierte a esta área en una frontera científica aún por conquistar.
Una semilla para la computación cuántica en Univalle
En este contexto tan prometedor y desafiante, el docente Jaime Velasco Medina, adscrito a la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, y el ingeniero electrónico Kevin Jofroit Joven Noriega impulsaron la creación del semillero Quantum Information Science.
“Después de realizar mi tesis de pregrado, identificamos con el profesor que no existía un espacio en la universidad para profundizar en estos temas, así que decidimos crearlo”, comenta Kevin Jofroit, quien desarrolló una monografía sobre los circuitos, los algoritmos y las arquitecturas físicas de la computación cuántica basada en superconductores.
Lo que comenzó como una asignatura electiva profesional se transformó rápidamente en un semillero de investigación dentro del programa Semillero IDiCA (Investigación, Desarrollo Tecnológico, Innovación y Creación Artística), impulsado por el entusiasmo de estudiantes decididos a explorar esta área del conocimiento a pesar de las limitaciones tecnológicas del contexto local.
“Iniciamos con 17 estudiantes muy comprometidos, a quienes se les introdujo a los conceptos básicos de la computación cuántica y sus aplicaciones”, explica Kevin Jofroit al describir el enfoque formativo del semillero.
Durante este primer año de existencia, Quantum Information Science ha desarrollado dos herramientas pedagógicas clave: un modelo físico de la esfera de Bloch, que representa los estados cuánticos de los cúbits, y una maqueta del sistema de refrigeración de un computador cuántico.
“Estos proyectos fueron pensados para facilitar la comprensión del concepto de cúbit y de la arquitectura física de los computadores cuánticos basados en superconductores, que es la tecnología más común actualmente”, señala Kevin Jofroit, quien considera dichas iniciativas como formas de acercarse a esta tecnología de punta, superando las barreras económicas y técnicas del contexto colombiano.
Un reconocimiento internacional que inspira
El trabajo realizado por el semillero ha sido tan destacado que ha recibido atención internacional, propiciando una beca para catorce de sus integrantes, esto en el marco del programa Becas para Estancias de Investigación y Docencia del Deutscher Akademischer Austauschdienst (Servicio Alemán de Intercambio Académico).
“Estuvimos en Alemania del 31 de marzo al 12 de abril de este año, visitando tres universidades en Paderborn, Ilmenau y Friburgo. Asistimos a conferencias, exploramos laboratorios y conocimos tecnologías, softwares y métodos usados en investigaciones sobre fotónica, que es el uso de fotones para la computación cuántica”, relata Kevin Jofroit, quien encontró en esta experiencia un estímulo para seguir cultivando el conocimiento científico en Colombia.
Tras esta experiencia internacional, se espera que Quantum Information Science continúe trabajando en modelos y simulaciones que faciliten el entendimiento de la computación cuántica, allanando el camino hacia la investigación en este campo.
“La meta es transitar hacia una etapa de investigación activa, pero, para eso, necesitamos más capital humano y recursos. Aun así, ya estamos colaborando con otros semilleros, apoyando proyectos y despertando el interés de más estudiantes”, afirma Kevin Jofroit, quien pronto viajará a Estados Unidos para continuar su formación doctoral en la North Carolina State University.
De esta manera, la Univalle se integra en el camino de la innovación y el desarrollo de la computación cuántica, propiciando escenarios para la formación de investigadores, el intercambio de saberes y la construcción colectiva de conocimiento. Al respaldar proyectos que nacen desde la curiosidad académica y la iniciativa estudiantil, la universidad fortalece su papel como institución líder en la generación de ciencia y tecnología, comprometida con el avance del país y la transformación de su entorno.
