El significado de lo cuántico

El legendario físico teórico Richard Feynman dijo una vez: “Creo que puedo afirmar sin temor a equivocarme que nadie entiende la mecánica cuántica”.

En realidad, Feynman probablemente entendía la física cuántica mejor que la mayoría de las personas vivas en aquella época. Pero lo que quería decir es que el universo cuántico es misterioso, complejo y contraintuitivo.

Describir los sistemas cuánticos y explicar cómo pueden cambiar el mundo no es tarea fácil. Pero para Clément Brauner, managing consultant de tecnologías emergentes y cuántica de Capgemini Invent, Iftikhar Ahmed, senior business architect de Capgemini, y Franziska Wolff, consultora de tecnología cuántica y project manager de Capgemini Engineering, todo es cuestión de un día.

El enigma cuántico

“Llevamos casi un siglo viviendo en la era cuántica”, afirma Clément, ingeniero de formación. “Gracias a los avances en computación cuántica, ahora estamos en la cúspide de la segunda revolución cuántica. Mi trabajo consiste en ayudar a los clientes a encontrar oportunidades y prepararse para la evolución de este fascinante campo.”
Para ello, Clément busca continuamente formas novedosas de explicar el potencial de esta tecnología a clientes y colegas. “La pregunta más habitual que me hacen es: ¿Cuál es la diferencia entre los ordenadores cuánticos y los clásicos?”.

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

Adéntrate en el laberinto cuántico

A Iftikhar le gusta utilizar una metáfora ligeramente distinta.
“Supongamos que le haces una pregunta a un ordenador clásico”, dice. “Imaginemos que, para descubrir la respuesta, el ordenador 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. Un ordenador cuántico, sin embargo, resolverá el problema enviando cientos de puntos a través del laberinto, todos al mismo tiempo. Muchos llegarán a callejones sin salida, pero uno encontrará la salida, mucho más rápido que un ordenador clásico”.

“Lo que la gente realmente necesita saber sobre la computación cuántica es que se trata de una nueva tecnología que nos ayuda a comprender mejor nuestro mundo. Se habla mucho de la cuántica y hay quien dice que se le da demasiada publicidad y que un ordenador cuántico no resolverá todos nuestros problemas. Es cierto, pero realmente es una herramienta que puede acelerar nuestra investigación y desarrollo, para que entendamos mejor lo que está ocurriendo ahí fuera. El potencial es enorme, y sólo estamos al principio del viaje”.

Aplicaciones que cambiarán el mundo

Iftikhar subraya que, aunque la tecnología cuántica podría ser revolucionaria, su potencial -parafraseando al escritor de ciencia ficción William Gibson- no está distribuido de manera uniforme. “La cuántica será muy útil para ayudar con algunos problemas específicos”, afirma. “Puede que veamos los mayores saltos adelante en áreas como las ciencias de la vida y los materiales físicos, porque implican procesos fundamentalmente naturales (y, por tanto, de mecánica cuántica)”.

Inventando vacunas cuánticas

Franziska, con formación en ciencias de la vida y química computacional, está de acuerdo.
“Para mí, una de las muchas cosas apasionantes de la cuántica es cómo en el futuro podrá ayudarnos a describir con precisión las proteínas con mucho más detalle de lo que ha sido posible hasta ahora. Utilizar la cuántica para simular cómo interactúan los fármacos con las proteínas nos ayudará a desarrollar nuevos medicamentos más rápido y mejor”.

Clément también está entusiasmado con el potencial de la cuántica para el descubrimiento de fármacos. “Hoy en día, el desarrollo de un nuevo medicamento puede llevar 10 años, con un coste de unos 1.000 millones de euros al año. Sin embargo, como la computación cuántica simula mejor esas interacciones moleculares, podría acortar enormemente los plazos”.

Abordando 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 al optimizar la generación de energías renovables.

“El campo del diseño metalúrgico, que interviene en la construcción de células fotovoltaicas, está actualmente limitado por el número de parámetros que los ordenadores convencionales pueden utilizar en sus modelos”, explica Clément. “Los ordenadores cuánticos nos permitirán añadir muchos más parámetros, lo que significa que nuestros resultados reflejarán con más exactitud la realidad física. Esto podría mejorar enormemente la eficiencia de nuestros paneles solares, por ejemplo”.

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

Hacia una ventaja cuántica

Lejos de ser un sueño lejano, puede que sólo pasen unos años antes de que la próxima era cuántica esté entre nosotros, afirma Iftikhar. “Los ordenadores cuánticos tolerantes a fallos pueden ser una realidad en 2030. En ese momento, habremos alcanzado la ‘ventaja cuántica’, cuando los ordenadores cuánticos superen las capacidades de los ordenadores clásicos en toda una serie de aplicaciones”.

Aunque también acoge con satisfacción estos avances, Clément lanza una nota de cautela. “La historia nos demuestra que las nuevas tecnologías pueden traer problemas imprevistos; por ejemplo, el enorme consumo de energía que requiere la informática avanzada. Así que, aunque siempre intentamos empujar para crear soluciones útiles, debemos pensar siempre con cuidado para entender el impacto en nosotros mismos y en el planeta”.

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

Incluso Richard Feynman estaría de acuerdo.