Sectores donde quantum computing tendrá más impacto 

Quantum computing es una de las tendencias tecnológicas más prometedoras a medio y largo plazo. Aún no disponemos de soluciones de computación cuántica suficientemente robustas, fiables y escalables, pero muchos sectores de la industria están ya investigando y definiendo aplicaciones muy prometedoras, tal y como quedó patente en nuestro Future Trends Forum Quantum e inteligencia artificial: la revolución silenciosa. En este think tank, donde reunimos a más de cuarenta expertos con perfiles científicos, investigadores, emprendedores y directivos, contamos con algunos de los ejecutivos que están liderando la aplicación de las tecnologías cuánticas en compañías de telecomunicaciones, finanzas, tecnológicas y farmacéuticas. 

Estas industrias están invirtiendo cada vez más en la investigación y el desarrollo de soluciones de quantum computing para mejorar la eficiencia y la seguridad en sus operaciones. Por ejemplo, las entidades financieras investigan en la utilización de quantum computing para mejorar la detección de fraude y la optimización de carteras de inversión, mientras que las telecomunicaciones se centran en la mejora de la seguridad de las comunicaciones y la optimización de redes.  

Sectores donde las tecnologías cuánticas pueden tener más impacto 

En un panel dedicado a los sectores clave para aplicaciones de alto impacto y futuro de las tecnologías cuánticas, el Director Ejecutivo del Consorcio Europeo de la Industria Cuántica, Thierry Botter, destaca la importancia para las distintas iniciativas cuánticas europeas de unirse en la creación de un sector cuántico industrial, que reúna a grandes empresas, pymes, inversores y startups, con el objetivo de tener éxito en la carrera cuántica global. En cuanto a las aplicaciones y los sectores más prometedores, según este experto, son:  

• la computación cuántica para productos farmacéuticos, automoción, finanzas y química;  
• las comunicaciones cuánticas para comunicaciones seguras y gubernamentales; y  
• la detección cuántica (o sensórica cuántica) para la medicina y el transporte.  

Botter señala que el talento y la propiedad intelectual son factores críticos para el éxito de Europa en estos campos. Europa es líder mundial en producir talento cuántico, pero existe una competencia mundial y es difícil mantener a estos expertos en Europa. Por su parte, la propiedad intelectual y el acceso a financiación potente son los desafíos importantes para las startups que se dedican a tecnologías cuánticas. Botter destaca que se necesita una consideración holística de las tecnologías cuánticas y un esfuerzo conjunto para establecer una posición sólida en el mercado global de la tecnología cuántica. Además, la falta de uniformidad en Europa en cuanto a la propiedad intelectual y la financiación crea distorsiones y obstáculos que deben abordarse para que Europa tenga éxito en este campo. 

Quantum computing en el sector financiero 

Las posibilidades que la computación cuántica puede ofrecer a la industria financiera son analizadas por Sergio Gago, Director General de Quantum Computing en Moody’s Analytics. En particular, se centra en cómo la optimización, la simulación y el aprendizaje automático pueden beneficiarse de la tecnología cuántica. Según Gago, siendo los bancos y las compañías de seguros expertos en gestionar el dinero de sus clientes, el uso de quantum computing se está centrando en cómo mejorar la eficiencia, la optimización y la precisión en estas tareas.  

• Respecto a la optimización de carteras, es un problema complejo que se podría resolver mediante algoritmos cuánticos, lo que podría permitir a los bancos encontrar soluciones más rápidas y precisas que las soluciones clásicas. 
• En lo referente a la simulación, se utiliza en la industria financiera para evaluar el riesgo de diferentes opciones de inversión. Los bancos utilizan técnicas como la simulación Monte Carlo para pronosticar el mejor riesgo posible. Gago señala que la simulación es un problema complejo que podría beneficiarse de la tecnología cuántica, y menciona la estimación de la amplitud cuántica como un enfoque de investigación prometedor. 

• Por último, el aprendizaje automático es una técnica ampliamente utilizada en la industria financiera para analizar grandes cantidades de datos y tomar decisiones informadas, por ejemplo, para detección del fraude. Gago sugiere que el aprendizaje automático cuántico podría mejorar la precisión de los modelos en algunos casos. 

Gago destaca que la industria financiera ya emplea a muchos físicos y matemáticos, por lo que la incorporación de expertos en computación cuántica es una progresión natural. También reconoce la implementación de la tecnología cuántica en la industria financiera todavía tiene algunos obstáculos. En algunos casos, las soluciones cuánticas pueden no ser mejores que las clásicas para abordar ciertos problemas. Además, apunta que, de manera general, existe una desconexión entre la parte empresarial y la parte tecnológica de las instituciones financieras, lo que dificulta la integración de nuevas tecnologías. También menciona la importancia de la ciberseguridad y de tener planes claros para la eventual llegada de la ventaja cuántica. 

El sector de las telecomunicaciones se centra en la transmisión segura de información 

La distribución cuántica de claves es la aplicación más prometedora de la comunicación cuántica, asegura Antonio Abad, Director Técnico y de Operaciones de HISPASAT. La distribución cuántica de claves se basa en el principio de que cuando se envía un mensaje cuántico, el receptor puede saber si alguien ha interferido en el mensaje, intentando leerlo o cambiarlo. Esto garantiza que sólo el remitente y el receptor conozcan el contenido de la clave. Las propiedades cuánticas de la materia, especialmente las polarizaciones de los fotones se utilizan para implementar la distribución cuántica de claves. 

Sin embargo, nos dice Abad, los fotones no se transmiten bien en fibra, por lo que la propagación en el espacio es más favorable que la propagación en fibra. Los satélites son ideales para conectar personas de diferentes zonas urbanas porque pueden transmitir claves a una distancia de 1.000 kilómetros. Los satélites de órbita terrestre baja tienen una desventaja, ya que están dando vueltas alrededor de la Tierra cada 10 o 15 minutos. Los satélites geoestacionarios son más favorables porque se ven desde la superficie de la Tierra como un punto fijo en el cielo y permiten tener un enlace permanente con el satélite. Además, debido a la amplia cobertura, podemos ver simultáneamente lugares muy alejados y esto nos permite utilizar un protocolo entrelazado. Utilizando protocolos entrelazados, podemos enviar un par de fotones enredados a dos localizaciones al mismo tiempo y eso permitirá crear y transmitir la clave instantáneamente.  

En HISPASAT, han estado trabajando en los últimos dos años en la distribución de claves cuánticas desde la órbita geoestacionaria. Han iniciado un programa llamado Caramuel para definir e implementar una infraestructura de distribución de claves cuánticas y han incluido algunos clientes potenciales de la industria financiera, para desarrollar un programa centrado en el cliente. Esperan tenerlo operativo a lo largo de 2026. También están trabajando en una segunda aplicación para conectar dos ordenadores cuánticos utilizando un satélite geoestacionario. El satélite enviará un par de fotones enlazados a los dos ordenadores situados en lugares físicamente separados y creará un canal cuántico entre los dos ordenadores que hará que funcionen juntos como un único ordenador. 

El potencial de quantum computing para la Salud 

El proceso de descubrimiento de nuevos fármacos, desde la identificación de una diana hasta la comercialización de una nueva molécula, podría acelerarse enormemente aplicando quantum computing. Así lo afirma Gopal Karemore, Director de Investigación e Inteligencia Digital de la farmacéutica Novo Nordisk. Karemore y su equipo ha estado explorando las diferentes aplicaciones potenciales de la computación cuántica desde 2018 y han llegado a la conclusión de que el coste de oportunidad de no invertir en esta tecnología es mayor que el de hacerlo ya.  

La identificación de dianas es el proceso de entender la manifestación y causa raíz de una enfermedad para desarrollar una molécula que pueda combatirla de manera óptima. Una vez identificada la diana, se busca una molécula que pueda unirse a ella y modificar su función, lo que puede conducir al desarrollo de un nuevo fármaco. La complejidad de los datos que se obtienen de la farmacología y de la bioinformática es un reto que la computación cuántica podría ayudar a resolver. Para la identificación de nuevas moléculas, Karemore.  

Para la búsqueda e identificación de nuevas entidades químicas para la creación de fármacos, se utilizan diversas técnicas, como el cribado virtual, en el que se utiliza una base de datos de moléculas existentes para buscar aquellas que puedan ser efectivas para el blanco identificado. También se pueden utilizar métodos de síntesis química para crear nuevas moléculas que se ajusten a las características deseadas. En este caso, la computación cuántica podría ayudar a diseñar o seleccionar una molécula de manera mucho más efectiva que con la computación clásica. 

Por último, una vez encontrada la molécula o el compuesto químico que podría combatir una enfermedad, aquella debe optimizarse. La optimización de compuestos químicos se refiere a la modificación de la estructura molecular de un compuesto para mejorar su eficacia, selectividad y seguridad, con el objetivo de desarrollar un fármaco que tenga el perfil adecuado para su uso terapéutico. Esto implica realizar cambios en la estructura química de la molécula y evaluar cómo afectan a su actividad biológica y a sus propiedades farmacocinéticas, como su absorción, distribución, metabolismo y eliminación en el cuerpo. La optimización de una molécula es un proceso iterativo que implica el diseño, síntesis y evaluación de un gran número de compuestos y requiere el uso de herramientas computacionales y experimentales para predecir y medir sus propiedades. Quantum computing podría acelerar todo este proceso de manera notable. 

Más allá de la industria farmacéutica, Karemore apunta el potencial del aprendizaje automático cuántico en la asistencia sanitaria, especialmente aplicado para la medicina de precisión, una de las Megatrends 2023 identificada por los expertos del Future Trends Forum.  

Quantum computing para la sostenibilidad y la lucha contra el cambio climático  

Aunque se trata más bien de un tema transversal a todos los sectores, en el think tank se resalta la importancia de utilizar las tecnologías cuánticas para abordar el cambio climático y la sostenibilidad. Carlos Kuchkovsky, miembro del Consejo Global del Futuro sobre Computación Cuántica del Foro Económico Mundial y miembro del Consejo Asesor Estratégico del Programa Quantum de la Comisión Europea, apunta que los dos principales desafíos de la humanidad son sobrevivir y crecer de manera sostenible. Para ello, propone utilizar quantum computing para tratar de resolver estos problemas que, por su complejidad, son imposibles de abordar con la computación clásica. Kuchkovsky hace referencia a diferentes iniciativas y empresas que están utilizando la tecnología cuántica para abordar los desafíos de la crisis climática. A modo de ejemplo, menciona un trabajo realizado por Karan Pinto, de Terra Quantum, sobre cómo la computación cuántica puede ayudar a resolver la crisis sobre climática. También hace referencia a informes de consultoras como Boston Consulting Group y McKinsey, que exploran cómo la tecnología cuántica puede ser aplicada en diferentes industrias para mitigar el cambio climático. 

Además, Kuchkovsky señala la importancia de abordar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la ONU utilizando tecnologías como la cuántica, el aprendizaje automático, el IoT y blockchain, presentando un marco para explorar cómo las tecnologías pueden ayudar a abordar los diferentes ODS. 

Por último, el experto hace referencia a la importancia de la inversión sostenible y la creación de carteras de inversión basadas en criterios ESG (ambientales, sociales y de gobernanza) que puedan acelerar el desarrollo de soluciones cuánticas.  

Si quieres profundizar en el estado del arte y las oportunidades que ofrecen las tecnologías cuánticas, te invitamos a leer el informe Future Trends Forum Quantum e inteligencia artificial: la revolución silenciosa.