El significado de cuántico

El legendario físico teórico Richard Feynman dijo una vez: “Creo que puedo decir con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica”.

En realidad, Feynman probablemente entendía la física cuántica mejor que la mayoría de las personas vivas en ese momento. Pero estaba dejando claro un punto: el universo cuántico es misterioso, complejo y contradictorio.

Por lo tanto, describir sistemas cuánticos y explicar cómo podrían cambiar el mundo no es una tarea fácil. Pero para Clément Brauner, managing consultant en tecnologías emergentes y cuántica en Capgemini Invent, Iftikhar Ahmed, arquitecto senior de empresas comerciales en Capgemini, y Franziska Wolff, consultora de tecnología cuántica y gerente de proyectos en Capgemini Engineering, todo es parte del trabajo de un día.    

El enigma cuántico

“Llevamos casi un siglo viviendo en la era cuántica”, afirma Clément, que tiene formación en ingeniería. “Gracias a los avances en la computación cuántica, ahora estamos en la cúspide de la segunda revolución cuántica. Mi trabajo es ayudar a los clientes a encontrar oportunidades y prepararse para la evolución de este fascinante campo”.

“Les explico que la unidad más fundamental de la computación clásica, el ‘bit’, sólo puede representar un cero o un uno. Sin embargo, la alternativa a la computación cuántica, el ‘qubit’, puede representar cualquier punto entre cero y uno, lo que significa que puede almacenar y procesar mucha más información”.

Entra en el laberinto cuántico

A Iftikhar le gusta usar una metáfora ligeramente diferente.
“Supongamos que le haces una pregunta a una computadora clásica”, dice. “Imagínate que, para descubrir la respuesta, la computadora envía un único ‘punto’ a través de un laberinto para encontrar la salida. Cada vez que llega a un callejón sin salida, tiene que volver al principio. Sin embargo, una computadora cuántica resolverá el problema enviando cientos de puntos a través del laberinto al mismo tiempo. Muchos llegarán a callejones sin salida, pero uno encontrará la salida, mucho más rápido que una computadora clásica”.

“Lo que la gente realmente necesita saber sobre la computación cuántica es que es una nueva tecnología que realmente nos ayuda a comprender mejor nuestro mundo. Se habla mucho sobre la cuántica, y algunas personas pueden decir que hay demasiada exageración al respecto y que una computadora cuántica no resolverá todos nuestros problemas. Eso es cierto, pero realmente es una herramienta que puede acelerar nuestra investigación y desarrollo, para que entendamos mejor lo que está sucediendo ahí fuera. El potencial es enorme y estamos sólo en el comienzo del viaje”.

Aplicaciones que cambian el mundo

Iftikhar subraya que, si bien la tecnología cuántica podría ser realmente revolucionaria, su potencial –parafraseando al escritor de ciencia ficción William Gibson– no está distribuido de manera uniforme. “Quantum será muy útil para ayudar con algunos problemas específicos”, afirma. “Es posible que veamos los mayores avances en áreas como las ciencias de la vida y los materiales físicos porque implican procesos fundamentalmente naturales (y, por lo tanto, mecánicos cuánticos)”.

Inventar vacunas cuánticas

Franziska, con experiencia en ciencias biológicas y química computacional, está de acuerdo.
“Para mí, una de las muchas cosas interesantes de la tecnología cuántica es cómo en el futuro podrá ayudarnos a describir proteínas con precisión y con mucho mayor detalle de lo que era posible hasta ahora. El uso de tecnología cuántica para simular cómo interactúan los medicamentos con las proteínas nos ayudará a desarrollar nuevos medicamentos más rápido y mejor.”

Clément también está entusiasmado con el potencial de la tecnología cuántica para el descubrimiento de fármacos. “Hoy en día, desarrollar un nuevo medicamento puede tardar diez años y costar alrededor de mil millones de euros al año. Sin embargo, debido a que la computación cuántica es mejor para simular esas interacciones moleculares, podría reducir enormemente las escalas de tiempo involucradas”.

Afrontar el cambio climático

Todos los colegas de Capgemini coinciden en que la computación cuántica también podría desempeñar un papel importante en la lucha contra el cambio climático optimizando la generación de energía renovable.

“El sector del diseño metalúrgico, implicado en la construcción de células fotovoltaicas, está actualmente limitado por el número de parámetros que los ordenadores convencionales pueden utilizar en su modelización”, afirma Clément. “Las computadoras cuánticas nos permitirán agregar muchos más parámetros, lo que significa que nuestros resultados reflejarán con mayor precisión la realidad física. Esto podría mejorar enormemente, por ejemplo, la eficiencia de nuestros paneles solares”.

“Otro ejemplo es que poder simular las propiedades precisas de una celda de batería podría ayudarnos a optimizar las baterías para la exploración aeroespacial y espacial”, añade Franziska.

Hacia la ventaja cuántica

Lejos de ser un sueño lejano, puede que sólo pasen unos pocos años antes de que llegue la próxima era cuántica, dice Iftikhar. “Las computadoras cuánticas tolerantes a fallas pueden ser una realidad ya en 2030. En este punto, habremos alcanzado la ‘ventaja cuántica’, cuando las computadoras cuánticas superen las capacidades de las computadoras clásicas en una variedad de aplicaciones”.

Si bien también acoge con satisfacción estos acontecimientos, Clément hace una nota de cautela. “La historia nos muestra que las nuevas tecnologías pueden traer problemas imprevistos; por ejemplo, el enorme consumo de energía que requiere la informática avanzada. Entonces, si bien siempre intentamos esforzarnos para crear soluciones útiles, siempre debemos pensar detenidamente para comprender el impacto en nosotros mismos y en el planeta”.

Para los tres, la cuántica sigue siendo una tecnología de vanguardia fascinante con el potencial de resolver problemas que ni siquiera hemos soñado todavía, desconcertando y atrayendo a investigadores y científicos por igual.

E incluso Richard Feynman estaría de acuerdo con eso.