“Las tecnologías cuánticas serán la base del progreso en todo el mundo”, decía la diputada de Promoción Económica de la Diputación Foral de Bizkaia, Ainara Basurko, en la apertura del evento Quantum Now, celebrado en el estadio San Mamés de Bilbao para presentar Quantum Ecosystem, una asociación de organizaciones con un objetivo común: afianzar la posición internacional de España, y en concreto del País Vasco, en el ámbito de las tecnologías cuánticas; y convertirse en un polo de referencia en el conocimiento y futuros desarrollos relacionados con esta tecnología.
La computación cuántica ya no es un futurible, y si lo es, es uno muy próximo. Sin ir más lejos, el 76% de los centros de datos mundiales planean utilizar la computación cuántica para el 2023, según un estudio de IDC. Por este motivo, Lantik, la sociedad para el impulso digital participada exclusivamente por la Diputación Foral de Bizkaia, se ha unido a distintas organizaciones e instituciones académicas, como: IBM, Accenture, Telefónica, el Ayuntamiento de Bilbao, el clúster de Industrias de Conocimiento y Tecnología de Euskadi (Gaia), Tecnalia, Silicon Europe, la UPV-EHU, la Universidad de Deusto y Mondragon Unibertsitatea para crear una nueva plataforma de investigación en computación cuántica en España.
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El nacimiento de la era cuántica
“Hace unos 13 años, desde Lantik nos desplazamos a Ginebra para visitar la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN). Esta visita marcó un antes y un después en nuestra concepción de la tecnología cuántica”, cuenta Valentín García, director de Innovación y Proyección Exterior de Lantik. “Empezamos a darnos cuenta de que existía un mundo del que anteriormente no teníamos consciencia. Así, descubrimos que con las partículas elementales se aplicaba una nueva mecánica, la cuántica, con la que operar de una manera probabilística, y todo lo que esta puede aportar para dominar el medio físico”.
En ese momento, Valentín García pensó en la joya que tienen en Bizkaia: el grupo de Ciencia de la Universidad del País Vasco (UPV/ EHU), y en cómo podrían evolucionar en la investigación y el desarrollo de la computación cuántica. Pues bien, hoy en día, el grupo de I+D de la UPV/EHU es uno de los más avanzados del mundo en tecnologías cuánticas: “Asesoran a las mejores instituciones del mundo y participan en las iniciativas más interesantes”. Según Valentín García, el 30% de la economía global actual se apoya en tecnologías cuánticas. “El impacto que van a tener en la sociedad estas tecnologías va a ser igual o mayor al que tiene Internet, y no solo a nivel social, sino también a nivel económico”. Desde hace años se viene hablando de la economía de la tecnología, y esta está comenzando a tener un peso muy importante en el PIB de los países y a estar muy relacionada con la nueva economía global del conocimiento, cuyos pilares son la generación de nuevos usos de la propia tecnología y la internacionalización de estos.
Apostar por la tecnología cuántica puede suponer una oportunidad histórica para Bizkaia, generando diferenciación y empleo de calidad
Lantik cae en las ‘quredes’
Hace tres años, Lantik empezó a contactar con expertos e instituciones relacionadas con las tecnologías cuánticas, y ya el 1 de septiembre de este año se inició el proceso de compra pública de acceso al hub de ordenadores cuánticos universales de IBM, IBM Quantum Network, en su máximo nivel de uso y aprendizaje, y al que solo acceden 17 organizaciones en todo el mundo, entre ellas, la Universidad de Tokio y la de Shanghái; y cinco de las cuales están en Europa, dos en España: “Una es el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en Madrid, y la otra es la nuestra, la de la Diputación Foral de Bizkaia”.
“En el siglo XXI la Administración pública debería dotar al ciudadano, no solo de infraestructuras físicas, sino también digitales, de cara a la investigación, ensayo y experimentación de nuevas tecnologías”. Así, el director de Innovación entiende que un proyecto que propicie esta creencia, como el del desarrollo de tecnologías cuánticas, “excede a la Diputación como organización. Es necesaria la cooperación de distintos agentes, tanto públicos como privados, de diferentes industrias y tamaños, desde startups a multinacionales, a las que llamamos ‘dragones digitales’; para crear sinergias y firmar acuerdos de colaboración”.
Por ejemplo, Lantik se ha unido a la iniciativa OpenSuperQ lanzada por la Comisión Europea, en la que participan diez universidades europeas, entre ellas la UPV/EHU, para trabajar en el desarrollo de tecnología europea alrededor de la mecánica cuántica. Gracias a la creación de estos ecosistemas potentes de colaboración, la Diputación Foral de Bizkaia ha conseguido ser la primera Administración pública de la historia en lanzar, el pasado 15 de septiembre, una carga a un ordenador cuántico real de propósito universal, el de IBM. “Por primera vez Europa se adelanta a sus competidores estratégicos de otros continentes, como Asia y América, y empieza a utilizar la computación cuántica para intentar buscar aplicaciones en el mundo real”.
El impacto que van a tener en la sociedad la tecnología cuántica va a ser igual o mayor al que tiene Internet
Aplicaciones de la tecnología cuántica
No reparamos en que la tecnología cuántica está detrás de muchos usos cotidianos, “como que la puerta del supermercado se abra al paso de las personas que son detectadas por un sensor”. En forma de algoritmos, la tecnología cuántica puede servir para la búsqueda de anomalías. Según el sector, esto tiene distintas aplicaciones, por ejemplo, en la gestión tributaria valdría para detectar el fraude. “En el caso en el que nosotros la hemos aplicado, nos ha ayudado a detectar que, en una de las rutas de autobús de la red de transporte público de Bizkaia, el precio repercutido a cada usuario es distinto al de los usuarios de otras líneas”. En Bizkaia tienen autobuses eléctricos, “muy costosos”, por lo que buscan optimizar su uso mediante algoritmos cuánticos, identificando, por ejemplo, las rutas más convenientes en las que usarlos para mitigar las emisiones de carbono.
“El grado de adopción y madurez de esta tecnología aún es muy bajo en nuestra Administración. Hay que hacer actividad científica, preparar sistemas, algoritmos, equivocarse, corregir y volver a probar. Pero si continuamos por este camino, apostando por la tecnología cuántica, puede suponer una oportunidad histórica para Bizkaia, que va a generar diferenciación a largo plazo y empleo de calidad en el territorio”.
El próximo paso para Lantik es disponer de ordenadores cuánticos, denominados plataformas cuánticas, basadas en distintos tipos de tecnologías cuánticas -de trampa iónica, superposición, entrelazamiento o teletransporte cuántico, etc.-, para diseñar hardware y algoritmos apoyados en todas ellas, “ya que los ordenadores cuánticos existentes no son compatibles con todas las tecnologías”. La única plataforma cuántica de Europa hasta el momento está en Stuttgart, Alemania.
En las plataformas cuánticas, “lo único verdaderamente cuántico es el procesador, el resto es tradicional, por lo que hay que trabajar en toda la periferia para evolucionar esta parte sirviéndonos de otras tecnologías como la sensórica, la comunicación o la seguridad, entre otras”.
Más iniciativas públicas: Quantum Spain
En el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, el Gobierno ha lanzado el proyecto Quantum Spain, que dará acceso a las empresas y al sector público al desarrollo de un computador cuántico de altas prestaciones que se pondrá a disposición de la comunidad investigadora para el avance de la inteligencia artificial, entre otras tecnologías.
En el despliegue de Quantum Spain participarán 25 centros, ubicados en 14 comunidades autónomas, perteneciendo la mayoría a la Red Española de Supercomputación (RES), que actuará de canalizadora de la subvención. Esta contará con una inversión inicial de 22 millones de euros en 2021, y se prevé que alcance los 60 millones de euros de inversión a través de la participación en diferentes iniciativas europeas.
Eagle, el nuevo procesador cuántico de IBM
IBM ha lanzado su nuevo procesador Eagl?e de 127 bits cuánticos (qubits). Las nuevas técnicas empleadas en Eagle colocan el cableado de control en varios niveles físicos dentro del procesador y mantienen los qubits en una sola capa, lo que permite un aumento significativo de los mismos.
El elevado número de qubits permitirá a los usuarios explorar problemas con un nuevo nivel de complejidad a la hora de realizar experimentos y ejecutar aplicaciones, como la optimización del machine learning o el modelado de nuevas moléculas y materiales para su uso en áreas que van desde la industria energética hasta el proceso de descubrimiento de fármacos. Eagle es el primer procesador cuántico cuya escala hace imposible que un ordenador clásico lo simule con fiabilidad.
El primer procesador Eagle está disponible como dispositivo exploratorio en IBM Cloud para miembros selectos de IBM Quantum Network.
