Las tecnologías cuánticas marcarán en los próximos años una nueva época y tendrán un enorme impacto en las empresas y en la sociedad, pero ¿de qué hablamos cuando nos referimos a tecnologías cuánticas?

Aunque para muchos es un término que se escapa a su capacidad de comprensión, la tecnología cuántica está muy presente en nuestro día a día. Equipos como un simple ordenador, que se basan en física cuántica de semiconductores, o sistemas como el GPS, que utilizan relojes atómicos, son ejemplo de ello.

Los avances en la física cuántica de los últimos años han acelerado el desarrollo tecnológico, logrando progresos que hasta hace pocos años parecían imposibles. De hecho, la llamada “segunda revolución cuántica” en la que estamos inmersos augura un cambio de paradigma y abre la puerta a la resolución de problemas antes inimaginables, gracias a la utilización de tecnologías que emplean las propiedades cuánticas para implementar nuevos desarrollos o aplicaciones.  Como sensores utra precisos para detectar señales electromagnéticas o diferencias de temperatura, comunicaciones con encriptación segura u operaciones de cálculos complejos para la simulación de materiales (simulación cuántica), optimización de flotas (optimización cuántica) o predicción del rendimiento de cultivos (machine learning cuántico.

En este sentido, el informe “La España cuántica: una visión empresarial”, de Ametic, señala que la promesa de las tecnologías cuánticas es otorgar la supremacía en determinados campos claves de la Transformación Digital: Inteligencia Artificial, optimización, protección de las comunicaciones, detección hipersensible, metrología de ultraprecisión, etc. Su rol para resolver los grandes desafíos relacionados con la salud, el medioambiente, la energía, el transporte, la seguridad o la industria será extraordinario.

De hecho, la Unión Europea ha hecho de las tecnologías cuánticas su bandera, en su Quantum Flaghship a 10 años, con una inversión prevista de 1.000M€. En esta misma línea, un gran número de países europeos disponen ya de una estrategia nacional en tecnologías cuánticas y/o de programas nacionales para su financiación – Austria, Dinamarca, Alemania, Francia, Holanda…- y las grandes empresas tecnológicas están invirtiendo fuertemente en cuántica y empiezan a ofrecer servicios relacionados.

Cuáles son las tecnologías cuánticas

Por tecnologías cuánticas se entiende la sensorización y metrologías cuánticas, las comunicaciones cuánticas, así como la computación y simulación cuántica.

En lo que respecta a su aplicación, los sensores cuentan ya con un alto grado de madurez en entornos productivos, en cambio, las comunicaciones cuánticas, están llamadas a generar una auténtica revolución en un futuro próximo. Fundamentalmente, por la llegada que supondrá a medio plazo del intercambio cuántico de claves, que ofrece la garantía de que la clave intercambiada no ha sido observada por un posible atacante y no es vulnerable frente a la capacidad de cómputo del adversario o sus habilidades matemáticas, como sí lo es la criptografía clásica, incluyendo la criptografía post-cuántica. De hecho, los sistemas de distribución de claves cuánticas (Quantum Key Distribution (QKD) garantizan la autenticación y privacidad de las comunicaciones proporcionando claves de cifrado seguras, ya que la presencia de un intruso es siempre detectada y la clave comprometida se desecha.

A largo plazo, la teleportación mediante qbits o bits cuánticos entrelazados abrirá el camino para la interconexión de redes de dispositivos cuánticos a larga distancia, así como para la construcción de la futura Internet Cuántica.

En este sentido, las redes cuánticas terrestres se están desplegando actualmente en fase experimental en países como China, Alemania e incluso España. Sin embargo, el alcance de estas redes terrestres está limitado a cerca de 100 kilómetros, por lo que el satélite se impone como el medio óptimo para transmitir estas claves a distancias superiores.

Según el informe de Ametic, las previsiones indican que las tecnologías de procesamiento cuántico serán las que mayor impacto tendrán, ya que prometen resolver problemas que actualmente no son tratables con la computación clásica. Cabe señalar que la computación cuántica, en lugar de emplear los bits clásicos en sus cálculos, utiliza bits cuánticos, que emplean estas propiedades para resolver problemas que están fuera del alcance de los ordenadores tradicionales e incluso de los superordenadores.

Sin embargo, estas nuevas capacidades computacionales amenazan la seguridad de los sistemas de encriptación de los que ahora depende nuestra sociedad por lo que, el análisis de la Ametic recalca que es imprescindible desarrollar métodos de comunicaciones seguras y resistentes a esta amenaza.

En este sentido, la agencia nacional de seguridad de Estados Unidos, NSA, ha establecido 2035 como fecha límite para haber abandonado completamente la criptografía clásica vulnerable a los ordenadores cuánticos y que podría poner en riesgo, por ejemplo, la confidencialidad y la integridad de los sistemas de pago actuales.

Radiografía de la España cuántica

 España es uno de los líderes mundiales en talento cuántico. En los últimos 3 años, se han multiplicado las empresas de oferta -multinacionales, pymes y nuevas start ups- y se han puesto en marcha numerosas iniciativas de relevancia nacional e internacional impulsadas por la administración pública y el sector de la oferta con el objetivo de crear servicios, productos innovadores y un ecosistema fuerte y cohesionado. Sin embargo, el ecosistema industria de tecnologías cuánticas todavía es “incipiente, pequeño y poco cohesionado”, según revela el análisis de la Ametic.

En el lado positivo, España cuenta con un amplio grupo de centros tecnológicos y de I+D, como el CESGA, el CSIC, el CTIC, entre otros muchos, que están favoreciendo la creación de este ecosistema nacional de tecnologías cuánticas a partir de grupos internos especializados y la creación de spin-offs de base tecnológica, además de fomentar la creación y transferencia de conocimiento y la dinamización del mercado.

Además, España ya ha definido y está articulando mecanismos de financiación específicos para las actuaciones en materia de computación y comunicación cuántica, siguiendo con las actuaciones previstas en la agenda España Digital 2025 y su extensión la Agenda España Digital 2026.

El objetivo, impulsar la competitividad y diferenciación de las empresas y entidades públicas a través de la incorporación, adopción y asimilación temprana e intensa de tecnologías cuánticas, en combinación con otras tecnologías, en sus productos, servicios y procesos internos que revierta en un impacto social y medioambiental positivo para el conjunto de la sociedad.