Lo que todo líder de manufactura y cadena de suministro debe saber sobre las tecnologías cuánticas

Las tecnologías cuánticas están pasando rápidamente del ámbito teórico a convertirse en herramientas prácticas que generan valor para el sector manufacturero. Por ejemplo, IBM y Boeing utilizaron computación cuántica en investigaciones para encontrar materiales resistentes a la corrosión.

Este cambio podría transformar de manera fundamental la manufactura y las cadenas de suministro globales, generando nuevas eficiencias, reforzando la seguridad y ofreciendo a los líderes con visión estratégica una ventaja competitiva.

El Foro Económico Mundial y Accenture han estado colaborando a través del Quantum Application Hub y el Industry Track para acelerar la adopción de tecnologías cuánticas en múltiples industrias y orientar el desarrollo de políticas.

En un nuevo documento, Quantum Technologies: Key Opportunities for Advanced Manufacturing and Supply Chains, el Foro y Accenture presentan una visión general de la relevancia de lo cuántico para las operaciones industriales, incluidos estudios de caso tempranos con beneficios medibles como aumentos de eficiencia, reducción de costos y mayor resiliencia.

Esto es lo que todo ejecutivo del sector manufacturero debe saber sobre las implicaciones y oportunidades que presentan las tecnologías cuánticas, además de cómo la acción temprana puede ayudar a asegurar la competitividad futura.

Los últimos años han puesto en evidencia las vulnerabilidades de la manufactura y las cadenas de suministro tradicionales, desde las disrupciones provocadas por la pandemia hasta el aumento de los ataques de ransomware y los impactos derivados del clima.

El año pasado, las disrupciones globales en las cadenas de suministro aumentaron un 38 % interanual, impulsadas por fenómenos meteorológicos extremos, tensiones geopolíticas y huelgas laborales. Al mismo tiempo, las amenazas de ciberseguridad contra organizaciones industriales crecieron un 87 %, y la manufactura representó el 69 % de los ataques de ransomware.

En esta era de complejidad y riesgo, las tecnologías cuánticas están surgiendo como habilitadoras de la próxima generación.

La computación cuántica, la detección cuántica y los sistemas de seguridad cuántica están ahora preparados para impulsar avances, ofreciendo niveles de eficiencia, precisión y resiliencia sin precedentes que superan ampliamente las capacidades de las tecnologías clásicas.

Al acelerar los cronogramas de producción, permitir mediciones ultra precisas y garantizar que las comunicaciones críticas permanezcan seguras incluso en un mundo poscuántico, las innovaciones cuánticas están listas para redefinir cómo los fabricantes diseñan, producen y transportan bienes a nivel global.

Las tecnologías cuánticas están particularmente bien posicionadas para abordar los desafíos de complejidad y seguridad, y ya están generando valor.

Estas son tres aplicaciones emergentes que están siendo probadas por líderes de manufactura y cadenas de suministro:

Ford Otosan logró reducir en un 50 % el tiempo de programación de la fabricación de vehículos en uno de sus sitios al aprovechar el quantum annealing híbrido clásico-cuántico de D-Wave. La compañía enfrentaba una creciente complejidad al producir más de 1.500 variantes altamente personalizables de vehículos Ford Transit. Cada cambio en las especificaciones, como la altura del techo o la distancia entre ejes, requería reprogramar robots de soldadura en 250 estaciones, lo que a menudo generaba retrasos. Programar la producción de 1.000 vehículos podía tomar hasta 10 minutos usando computación convencional, y aún más con herramientas de código abierto, creando cuellos de botella en el proceso. Para solucionarlo, Ford Otosan adoptó un nuevo enfoque de programación usando quantum annealers (computadoras cuánticas diseñadas para resolver problemas de optimización). Esta solución permitió generar horarios de producción en menos de cinco minutos, manejando hasta 16.000 restricciones para una sola corrida de producción.

Los defectos ocultos en microchips pueden causar retrasos en la producción de la industria de semiconductores. La adopción de sensores cuánticos de diamante ha permitido capacidades avanzadas de aseguramiento de calidad y diagnóstico para semiconductores 3D de próxima generación. El Quantum Diamond Microscope (QDM) de QuantumDiamonds crea imágenes 3D precisas de campos magnéticos dentro de los chips, detectando fallas sin causar daño. A diferencia de métodos anteriores, el QDM funciona a temperatura ambiente y evita configuraciones complejas como cámaras de vacío o criogénicos. La empresa colabora con 7 de los 10 principales fabricantes de semiconductores del mundo, y la primera instalación de QDM está operativa en Fraunhofer EMFT en Múnich. Este caso demuestra cómo las herramientas habilitadas por la cuántica pueden resolver cuellos de botella de la industria en metrología, allanando el camino para chips más confiables y escalables en sectores como automotriz, comunicaciones e inteligencia artificial.

El puerto de Róterdam maneja casi 500 millones de toneladas de carga anualmente y contribuye con más del 8 % al PIB de los Países Bajos. Se asoció con el proveedor de conectividad neerlandés Eurofiber para pilotar una red de fibra óptica cuánticamente segura utilizando la tecnología escalable de distribución de claves cuánticas (QKD) de Q*Bird. Esta red garantiza que la infraestructura digital sensible y las comunicaciones marítimas permanezcan “inviolables”, proporcionando visibilidad total de cualquier intento de manipulación y permitiendo la regeneración instantánea de claves si se detecta una intrusión. Este avance tecnológico no solo se trata de cumplimiento, sino de un escudo estratégico contra el creciente cibercrimen patrocinado por estados y los ataques a la cadena de suministro.

Los efectos medibles de estos pilotos incluyen reducción de cuellos de botella en la producción, mayor rendimiento, detección temprana de fallas, menores riesgos de seguridad y mejor agilidad, ofreciendo un impacto tangible en los resultados para los fabricantes que se anticipan.

Existen tres áreas clave donde la cuántica está avanzando y podría tener un impacto estratégico en las operaciones industriales:

Optimización: Mejora en la programación de producción y cadenas de suministro, secuenciación de vehículos, planificación logística y gestión de inventarios, a escalas demasiado complejas para los algoritmos clásicos.

Simulación y descubrimiento de materiales: Capacidad de simular interacciones atómicas para el diseño de nuevos materiales, acelerando I+D para productos más ligeros, resistentes o sostenibles.

Impacto en los negocios: Desde la secuenciación de vehículos de Ford Otosan hasta los proyectos de diseño de materiales de Boeing, la computación cuántica tiene el potencial de transformar la optimización industrial a gran escala de un cuello de botella en una ventaja competitiva.

Medición ultra precisa: Permite precisión subnanométrica en monitoreo, aseguramiento de calidad y control de procesos.

Mantenimiento predictivo: La detección temprana de anomalías permite una gestión proactiva de los activos, reduciendo tiempos de inactividad y costos de mantenimiento.

Semiconductores y manufactura avanzada: Los sensores mejorados por cuántica ofrecen detección más rápida de defectos y mayor rendimiento. Los sensores de medición inercial y de campos magnéticos brindan mejoras adicionales a los sistemas existentes de navegación, posicionamiento y ensamblaje robótico.

Criptografía poscuántica y distribución de claves cuánticas (QKD): Protege datos operativos y de clientes sensibles frente a ataques clásicos y futuros habilitados por cuántica.

Redes seguras: Las redes cuánticas escalables e inviolables ya protegen la infraestructura crítica del puerto de Róterdam y abren camino a redes logísticas seguras y resilientes.

Cumplimiento regulatorio: Prepara la gestión de datos y operaciones comerciales para futuras exigencias de ciberseguridad globales.

Para escalar la adopción y beneficiarse de las tecnologías cuánticas, los líderes de manufactura y cadenas de suministro pueden seguir varias estrategias paralelas, desde acciones inmediatas hasta una visión a largo plazo, incluyendo:

Construir fluidez cuántica y competencia en plataformas hoy definirá a los líderes del mercado mañana. La era cuántica no está a años de distancia: está aquí, ahora, y los líderes de manufactura y cadenas de suministro preparados para aprovechar su potencial definirán el futuro de sus industrias.