El mundo camina hacia una "brecha cuántica"

Junto con los continuos avances en áreas como la inteligencia artificial, la robótica, la Internet de las Cosas (IOT) y la nanotecnología, la tecnología cuántica acelerará exponencialmente la Cuarta Revolución Industrial. Para quienes lideren este campo, el impacto será de gran alcance e importancia, ya que estimulará las bases industriales de los países, creará puestos de trabajo y proporcionará beneficios económicos y de seguridad nacional. Este efecto combinado será el resultado de avances revolucionarios en tres áreas clave de la tecnología cuántica.

Según el Departamento de Seguridad Nacional de Estados Unidos, una computadora cuántica con tolerancia a fallos podría ser capaz de romper el cifrado actual utilizado para la criptografía de clave pública tan pronto como en 2030. Esto pondría en peligro desde la información personal de los individuos hasta los secretos militares y de inteligencia de los gobiernos. Esta amenaza ya está activa debido a los ataques Store Now, Decrypt Later (Almacenar ahora, descifrar después), en los que los datos cifrados se recopilan hoy para poder descifrarlos cuando esté disponible un ordenador cuántico.

Al modelizar procesos moleculares complejos, la simulación cuántica permitirá avances en farmacología (desarrollo de fármacos que salvan vidas) y ciencia de materiales (productos químicos esenciales para la industria, química de baterías, etc.). Los avances en optimización cuántica también podrían tener repercusiones en el sector financiero (análisis de riesgos y optimización de carteras financieras).

Los sensores cuánticos poseen capacidades extraordinariamente afinadas. Cuando estos sensores se combinan con una inteligencia artificial capaz de clasificar las enormes cantidades de datos que generan, pueden crearse aplicaciones nuevas y excitantes. Entre ellas figuran la mejora de la tecnología de imágenes médicas, la exploración de recursos naturales y la navegación global sin satélites GPS.

Cada una de estas áreas generará innumerables avances para aquellos países capaces de invertir en tecnología cuántica. Aunque aún faltan algunos años para que los ordenadores cuánticos sean comerciales, entidades públicas y privadas de todo el mundo ya están invirtiendo mucho en la carrera por la ventaja cuántica. En enero de 2021, 17 países contaban con una iniciativa o estrategia nacional para apoyar la investigación y el desarrollo de la tecnología cuántica; 3 tenían estrategias en desarrollo, mientras que otros 12 países contaban con importantes iniciativas financiadas o respaldadas por el gobierno. Pero más de 150 países aún no tienen una estrategia cuántica.

Se calcula que el gasto público mundial previsto para 2022 en el desarrollo de la tecnología cuántica superará los 30 000 millones de dólares, de los cuales sólo China representará aproximadamente la mitad y la Unión Europea casi otra cuarta parte. La cuarta parte restante se distribuye principalmente entre nueve países, encabezados por EE. UU., Canadá, Japón y Reino Unido. En términos de inversión privada, Estados Unidos y la UE dominan, con 59 y 53 empresas emergentes de computación cuántica respectivamente. Esta cifra contrasta con las sólo dos empresas de toda Sudamérica y ninguna de África.

Las disparidades en el acceso a las tecnologías ya han creado una brecha digital: 2900 millones de personas siguen desconectadas y no se benefician de la economía digital. El acceso desigual a la tecnología cuántica tiene implicaciones geopolíticas negativas, pues pone en peligro de quedarse más rezagados a los países cuyos programas cuánticos están menos desarrollados.

Para evitar que la brecha cuántica siga desarrollándose, los países con programas cuánticos más desarrollados deben comprometerse con la inclusión en la educación cuántica.

Todos los líderes actuales de la tecnología cuántica han desarrollado ecosistemas cuánticos holísticos, reuniendo los recursos necesarios para mantenerse a la cabeza de la curva cuántica. El Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas del Reino Unido, por ejemplo, representa una inversión de más de mil millones de libras para fomentar la colaboración entre la industria, el mundo académico y la administración. En Canadá, el Instituto de Computación Cuántica de la universidad pública de Waterloo ha puesto en marcha 17 nuevas empresas cuánticas con su compromiso de desarrollar vías de investigación para el mercado.

Israel, un país relativamente pequeño con un próspero ecosistema cuántico, demuestra la eficacia de este modelo incluso para aquellos países cuyas inversiones no alcanzan la escala de países más grandes. Uno de los principales institutos tecnológicos de Israel, The Technion, ofrece oportunidades de enseñanza e investigación de categoría mundial en Ciencia y Tecnología Cuánticas y ha logrado un gran avance con su microscopio cuántico. Esta institución, junto con otras de Israel, forma a personas altamente cualificadas para los sectores tecnológico y de defensa, e Israel financia la innovación cuántica tanto con capital riesgo como con fondos públicos. Todo ello ha contribuido a forjar la reputación de Israel como "la nación de las start-ups" y ha convertido al país en líder cuántico.

Singapur es otro ejemplo de ecosistema cuántico holístico que permite a un país pequeño competir a escala mundial. Su Programa de Ingeniería Cuántica (QEP) ha puesto en marcha tres plataformas nacionales para coordinar las actividades de investigación y fomentar las colaboraciones público-privadas. En la actualidad, QEP trabaja con más de una docena de socios públicos y privados, entre ellos AWS, para construir una red de seguridad cuántica para infraestructuras críticas. Uno de esos socios, Keysight, por ejemplo, permite a los investigadores de QEP utilizar sus avanzados equipos de medición. Ese valor fluye en ambos sentidos: SGInnovate, una plataforma de inversión pública, financia empresas emergentes de alta tecnología para estimular la innovación.

Tanto Israel como Singapur son también modelos de cooperación internacional. Israel ha recibido varias becas de investigación cuántica del Consejo Europeo de Investigación, del que es miembro asociado. Por su parte, Singapur y Estados Unidos han creado el Diálogo Cibernético Estados Unidos-Singapur.

Antes de que puedan materializarse los beneficios de las tecnologías cuánticas, abordar la amenaza cuántica a la ciberseguridad debería ser un primer paso para proteger los intereses económicos, las infraestructuras críticas y la seguridad nacional. A partir de ahí, los países pueden centrarse en una o unas pocas especializaciones clave alineadas con sus prioridades estratégicas que les situarán en la cadena de valor cuántica global.

La iniciativa National Quantum Blueprint, guiada por los Principios de Gobernanza de la Computación Cuántica del Foro, proporcionará una hoja de ruta para construir un ecosistema cuántico que impulse resultados positivos para la sociedad. Trabajando conjuntamente con el gobierno nacional y las asociaciones económicas regionales, pretendemos cerrar la brecha antes de que la industria cuántica despegue aún más.