Llevando las Tecnologías Cuánticas a las Empresas
La Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sistemas Informáticos (ETSISI), de la Universidad Politécnica de Madrid, dentro del Master Universitario en Software de Sistemas Distribuidos y Empotrados, acogió esta conferencia el viernes 20 de enero de 2023. La conferencia fue impartida por don Esperanza Cuenca Gómez.
Esperanza Cuenca Gómez
Resumen
Las tecnologías cuánticas tienen un gran potencial a lo largo de un amplio abanico de sectores, que van desde las finanzas a la energía, pasando por la fabricación y el desarrollo de fármacos. Cuando hablamos de tecnologías cuánticas nos referimos a computación cuántica, comunicaciones cuánticas y sensórica cuántica. En cada uno de estos bloques podemos encontrar ejemplos concretos de su aplicación en empresas.
Computación cuántica:
Las aplicaciones de la computación cuántica se pueden dividir en tres grandes áreas: optimización, simulación y machine learning e inteligencia artificial cuánticos.
En el área de la simulación, un ejemplo ilustrativo es la optimización de los flujos de corriente eléctrica en redes eléctricas. Esto es especialmente relevante para el caso de las energías renovables.
Respecto a la simulación, Multiverse Computing y el Banco de Canadá realizaron un trabajo pionero en el que simularon la adopción de las criptomonedas como medio de pago para compañías no financieras [1] . Este es un problema que los computadores cuánticos no pueden abordar para el caso de redes de relevancia práctica.
En cuanto al machine learning e inteligencia artificial cuánticos, un concepto muy interesante en el ámbito de la fabricación es el concepto de quantum digital twin o gemelo digital cuántico. Un gemelo digital es una representación virtual de un sistema, como, por ejemplo un activo físico o un proceso. El gemelo digital comprende datos recopilados de múltiples fuentes, una capa de perspectivas sobre el comportamiento del sistema, las cuales se obtienen a partir de los datos sobre el mismo, y
visualizaciones [2]. Los gemelos digitales cuánticos tienen aplicaciones en numerosos sectores, y especialmente, en la fabricación. En este sentido, es especialmente relevante el trabajo que está realizando Multiverse Computing con BOSCH [3].
Comunicaciones cuánticas:
La criptografía cuántica y la criptografía post-cuántica proporcionan comunicaciones ultra-seguras y resistentes a un ataque cuántico. Por ataque cuántico nos referimos a la capacidad que tendría un computador cuántico suficientemente potente para romper los esquemas criptográficos clásicos que se usan en la actualidad. Se sospecha que hay actores maliciosos realizando actualmente lo que se conoce como “harvest now, decrypt later”, es decir, recolectar ahora para desencriptar después.
Las comunicaciones ultra-seguras son de una importancia máxima para un número muy importante de sectores, y, especialmente, aquellos sectores estratégicos como son las finanzas, energía, sanidad y seguridad.
Un ejemplo ilustrativo de comunicaciones cuánticas aplicadas a las empresas es el trabajo del banco estadounidense JPMorgan Chase & Co junto con Toshiba y Ciena para construir una red de distribución de claves cuánticas (o red QKD, por Quantum Key Distribution de sus siglas en inglés) que sirva para securizar Liink, la red de blockchain peer-to-peer de JPMorgan Chase & Co [4].
Sensórica cuántica:
Los sensores cuánticos aprovechan fenómenos de la mecánica cuántica como el entrelazamiento y la inferencia cuántica para medir con mayor precisión que los sensores clásicos y superar sus limitaciones.
Los sensores cuánticos tienen aplicaciones en el ámbito de los sistemas globales de navegación, hablándose entonces de sistemas cuánticos de navegación inercial, en sistemas de radares, dónde los radares cuánticos superan las limitaciones de los radares clásicos, en sistemas de diagnóstico por imagen, para, por ejemplo, obtener imágenes del cerebro con mayor precisión y en gravitometría, lo cual permite detectar yacimientos de combustibles fósiles que con otras tecnologías serían indetectables. Estos son tan sólo algunos ejemplos concretos de aplicaciones concretas de sensórica cuántica para las empresas en sectores tan diversos como son la aviación, la industria naval, industria automovilística y movilidad, y el sector médico y sanitario.
Referencias
[1] M. Swayne, “Bank of Canada, Multiverse Computing Complete Preliminary Quantum Simulation of Cryptocurrency Market” The Quantum Insider, 14 Abril 2022. [En línea]. Disponible: https://thequantuminsider.com/2022/04/14/bank-of-canada-multiverse-computingcomplete-preliminary-quantum-simulation-of-cryptocurrency-market/.
[2] McKinsey & Company, “Digital twins: From one twin to the enterprise metaverse” McKinsey & Company, [En línea]. Disponible: https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/ourinsights/digital-twins-from-one-twin-to-the-enterprise-metaverse.
[3] G. Lawton, “Bosch’s new partnership aims to explore quantum digital twins” VentureBeat, 1 Agosto 2022. [En línea]. Disponible: https://venturebeat.com/ai/bosch-building-quantumdigital-twin/.
[4] JPMorgan Chase & Co, “JPMorgan Chase, Toshiba and Ciena Build the First Quantum Key Distribution Network Used to Secure Mission-Critical Blockchain Application” JP Morgan Chase & Co, 17 Febrero 2022. [En línea]. Disponible: https://www.jpmorganchase.com/newsstories/jpmc-toshiba-ciena-build-first-quantum-key-distribution-network.