Aplicaciones de la computación cuántica en la industria

Enrique Solano, director de QUTIS Centre de la UPV-EHU.

El QUTIS Centre de la UPV-EHU es pionero en la aplicación de la computación cuántica en proyectos vinculados con la cadena de suministros o la implementación de modelos financieros

En el mundo de la tecnología hay grandes expectativas puestas en la computación cuántica. Todavía se encuentra en un grado de madurez incipiente, pero desde Euskadi ya se está trabajando en posibles aplicaciones en sectores como la salud, el financiero o la industria. Conversamos con Enrique Solano, profesor de Ikerbasque, director del QUTIS Centre de la UPV-EHU, profesor de la Universidad de Shanghai y director de QuArtist.

¿En qué consiste la computación cuántica?

Un ordenador cuántico es una máquina de cómputo que sustituye a los clásicos bits por bits cuánticos o qubits. El bit puede adquirir el valor de 0 o 1, mientras que el qubit permite la coexistencia de ambos a la vez. Los sistemas que computan usando la física cuántica utilizan las propiedades microscópicas de los átomos y la posibilidad de estar en dos lugares al mismo tiempo. El principal inconveniente de la computación cuántica es que el entorno de ese sistema se contamina por el ruido, la temperatura o la luz, lo que provoca que se pueda corromper esa información. El objetivo es crear ordenadores cuánticos que puedan crecer en tamaño y desarrollar algoritmos cuánticos que puedan solucionar problemas actualmente imposibles.

¿Qué aplicaciones tiene o puede tener la computación cuántica?

Desde el grupo QUTIS de la UPV-EHU publicamos hace un tiempo un artículo pionero sobre la primera implementación de modelos financieros en ordenadores cuánticos. Hay modelos que lograrían predecir ‘crashes’ financieros, sin embargo, esas operaciones de cálculo no se pueden realizar con ordenadores convencionales porque son muy complicadas. Solo las pueden llevar a cabo ordenadores cuánticos porque tienen una capacidad de procesamiento mucho mayor que uno convencional. Este trabajo que hemos llevado a cabo ya ha despertado el interés de entidades financieras.

Otro área en la que también hemos publicado un artículo pionero es en aplicaciones a la química cuántica: cómo implementar estos algoritmos en átomos muy fríos. También se está trabajando en el diseño de materiales mediante computación cuántica o en las conexiones entre computación cuántica e inteligencia artificial, lo que se ha denominado inteligencia artificial cuántica. Es algo muy novedoso.

¿Y qué puede aportar la computación cuántica al ámbito de la Industria 4.0?

El año pasado desde QUTIS también publicamos un artículo pionero sobre la primera aplicación de la computación cuántica en ‘supply chain’ o cadena de suministro. Se trata de usar ordenadores cuánticos para resolver problemas de logística asociados con la cadena de suministro, entrega, almacenamiento y distribución de productos. En algunas ocasiones, cuando hay que planificar la distribución a diferentes puntos, realizar los cálculos de cómo debo configurar la ruta para minimizar el tiempo de transporte y los costes es una tarea enorme que no puede llevar a cabo ningún superordenador. Esto se podría conseguir con un ordenador cuántico. También se puede emplear para la optimización de rutas aéreas.

Otra aplicación tiene que ver con un servicio de taxis o de transporte de viajeros. Teniendo en cuenta datos como el flujo de tráfico, las horas punta, la densidad de personas, etc, hay que establecer cuáles son los mejores lugares para que los vehículos de transporte puedan dar una respuesta más eficaz. Esto no se puede resolver con un ordenador convencional. Se necesita inteligencia artificial, ‘big data’ y computación cuántica. El conductor dispondría de una app en su móvil que se podría conectar con el ordenador cuántico a través de Internet para recibir la información de una forma sencilla y en tiempo real.

¿Cuándo podría ser algo habitual disponer de sistemas de computación cuántica?

Es algo que oscilará entre 10 y 20 años para los primeros resultados útiles. Digo útiles porque, recientemente, se ha demostrado por parte de Google la supremacía cuántica solventando un problema que los ordenadores convencionales no podían resolver (Google asegura haber logrado en 3 minutos y 20 segundos una operación que el ordenador más potente del mundo tardaría miles de años en realizar). Pero se trataba de un problema inútil. Aún se tardará tiempo en lograr que la computación cuántica resuelva cuestiones de utilidad.

¿Cuál es la situación de Euskadi en lo que se refiere a la computación cuántica?

En el QUTIS Centre de la UPV-EHU estamos a mil por hora. Creamos nuestro centro con varios grupos hace 12 años y somos ‘top’ mundial. Participamos en la construcción del primer ordenador cuántico de Europa, que está en Alemania. Contamos con financiación europea y del Departamento de Energía de Estados Unidos para desarrollar proyectos propios. Todo lo que hacemos en Euskadi desde QUTIS son proyectos creados aquí, no copiamos a nadie. Somos creadores y nos va muy bien.

El problema serio que tenemos en Euskadi, en España y en Europa es tomar la decisión estratégica de si vamos a ser usuarios de ordenadores cuánticos, creadores, diseñadores o fabricantes. Tenemos un ‘know-how’ brutal en el desarrollo de algoritmos cuánticos, en ‘software’ cuántico. Somos lideres mundiales. Pero no hay forma de convencer a las administraciones para que nos den unos cuantos millones de euros para fabricar la tecnología.

¿Cuánto dinero haría falta para la puesta en marcha de un ordenador cuántico?

Con entre 3-5 millones de euros tendríamos un ordenador cuántico funcionando aquí en el plazo de 3 a 5 años. La cuestión es para qué queremos un ordenador cuántico aquí: para hacer qué, para competir con quién, para qué tipo de servicios… Mi sugerencia es que se nos apoye con un marco legal estratégico de inversiones para convertirnos en potencia mundial en ‘software’ cuántico. Además, creo que QUTIS no tiene porque ser el único eje de todo. Es importante que se generen polos y nodos con otras universidades, empresas y distintos sectores. Lo que es importante es que se tome una decisión estratégica en este sentido pronto para que dentro de unos años no nos lamentemos de haber perdido la oportunidad. En este sentido, junto a Innolab Bilbao, vamos a llevar a cabo en las próximas semanas varias reuniones con grandes empresas vascas y entidades financieras para convencerlas de la importancia de ser pioneras en el uso de algoritmos cuánticos.