¿Cómo pueden las tecnologías cuánticas hacer avanzar la agenda de la sostenibilidad?

A medida que nos acercamos a la fecha límite de 2030 establecida por las Naciones Unidas para progresar en la agenda de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), las tecnologías cuánticas podrían ofrecer una oportunidad única para avanzar en los 17 objetivos de sostenibilidad, desde aliviar la pobreza hasta descarbonizar nuestro planeta, migrar a las energías renovables y mejorar la salud y el bienestar para todos.

El informe Quantum for Society: Meeting the Ambition of the SDGs, busca ofrecer orientación sobre cómo las tecnologías cuánticas pueden aportar valor a la sociedad. Para ello, el incipiente ecosistema debe trabajar conjuntamente para identificar, priorizar e investigar las tecnologías cuánticas -por ejemplo, la computación cuántica, la detección cuántica y la comunicación cuántica- que ofrecen la posibilidad de aportar avances significativos a nuestros objetivos de sostenibilidad.

La cuántica podría ser la tecnología disruptiva que estábamos esperando para acelerar la carrera hacia los ODS. Identificar soluciones cuánticas que puedan estar listas en los próximos seis años y que tengan el potencial de escalar rápidamente, afectando la vida de millones de personas, será fundamental para incidir en la agenda social de forma concreta y tangible.

Sin embargo, varias tecnologías cuánticas se encuentran aún en las primeras fases de desarrollo. Algunas aplicaciones en el ámbito de la detección cuántica pueden aportar valor pronto, por ejemplo, en el ámbito de la salud y el bienestar (ODS3) y la energía limpia y asequible (ODS7). La comunicación cuántica, por su parte, garantizará la transmisión ultrasegura de datos de una manera que los sistemas de comunicación modernos no pueden hacer hoy en día. Sin embargo, sigue siendo difícil evaluar el potencial a corto plazo de la computación cuántica. De momento, no hay ningún enfoque que se postule como líder y las distintas modalidades cuánticas (por ejemplo, superconductores, átomos neutros, iones atrapados, fotónica, etc.) coexisten mostrando una mezcla de ventajas e inconvenientes.

El poder de la cuántica reside en su capacidad para hacer avanzar todos y cada uno de los ODS. Pero, ¿a qué soluciones cuánticas hay que dar prioridad? Algunos casos de uso identificados por el Foro, como el monitoreo de la calidad del agua, la observación de la Tierra para contribuir a la preparación ante catástrofes, el diseño de células solares y la modelización del clima y la predicción meteorológica, tienen más posibilidades de desencadenar un impacto real y mensurable, mostrando un efecto multiplicador y la capacidad de impulsar varios ODS simultáneamente. No es sorprendente que estos mismos casos de uso estén alineados con el Nexo Agua-Energía-Alimentos, un marco establecido por la UNESCO para mostrar la compleja y dinámica interrelación entre determinados objetivos (véase la figura siguiente).

Actualmente, el ecosistema de la cuántica para la sociedad está en estado embrionario. Solo una red orquestada de líderes empresariales, responsables políticos, organizaciones internacionales y el mundo académico que trabaje en ello permitirá un cambio sistémico. Para acelerar y potenciar su desarrollo será necesario el compromiso de todas las partes implicadas, combinando consideraciones globales con prioridades e intereses locales. Los países del África subsahariana, por ejemplo, necesitan acceder a agua potable confiable (ODS 6), pero a menudo no cuentan con las herramientas y la tecnología para hacerlo realidad. Las tecnologías de detección y simulación cuánticas podrían ayudar a aliviar los problemas de desinfección del agua potable para millones de personas en la región.

Los emprendedores sociales que experimenten con tecnologías cuánticas tendrán dificultades para acceder a financiación privada debido a la falta de rentabilidad inmediata de las tecnologías cuánticas. Necesitarán orientación de todo el ecosistema para darse a conocer, informarse sobre las subvenciones públicas, participar en retos de innovación abierta y colaborar con asociaciones público-privadas.

Por ejemplo, el Foro, en colaboración con el Centro para la Cuarta Revolución Industrial de Arabia Saudita, puso en marcha el Uplink Challenge, con el fin de encontrar nuevas empresas que aprovechen al máximo el potencial de las tecnologías cuánticas para abordar cuestiones sociales clave, como el cambio climático, la salud y el bienestar, la energía limpia y asequible y el crecimiento sostenible.

La enorme oportunidad de la computación cuántica reside en la posibilidad de superar a los ordenadores clásicos en tres ámbitos: simulación y descubrimiento molecular en ciencia de materiales y biología; optimización y gestión de riesgos en sistemas complejos; e IA y aprendizaje automático. Por definición, se puede obtener una ventaja cuántica cuando una máquina cuántica puede resolver un problema del mundo real con mayor rapidez y eficacia que el superordenador más potente. Pero, ¿y si, en la búsqueda de un paradigma informático más ecológico, la ventaja pudiera medirse en términos de eficiencia energética?

Proclamar que las máquinas cuánticas pueden ahorrar energía en comparación con los ordenadores clásicos, sin embargo, no es tan sencillo, ya que hay que contemplar múltiples factores (por ejemplo, la modalidad cuántica, el sistema de refrigeración, el tamaño del problema, etc.). Mientras los científicos continúan en su búsqueda de un paradigma informático más ecológico, encontrar métricas de eficiencia energética más rigurosas para medir la huella de carbono de la cuántica y construir máquinas sostenibles por diseño son imperativos de gran relevancia para cumplir la agenda de la sostenibilidad.

Lea el informe completo aquí: Quantum for Society: Meeting the Ambition of the SDGs.