El nuevo centro cuántico de Euskadi y la tecnología que podría cambiarlo todo sin que lo notemos

Qué hace realmente el nuevo centro cuántico de Donostia, para qué sirve hoy la computación cuántica y por qué su impacto llegará de forma silenciosa a la ciencia, la industria y la vida cotidiana.

Publicado por Eugenio M. Fernández Aguilar

Físico, escritor y divulgador científico

Esta imagen no es real: reproduce el imaginario de ciencia ficción con el que solemos representar a los ordenadores cuánticos, más cercano al cine que a los laboratorios actuales. Fuente: ChatGPT

La puesta en marcha del nuevo centro cuántico de Euskadi, ubicado en Donostia, ha sido presentada como un hito tecnológico de primer nivel en Europa. Y lo es, pero no por las razones simplificadas que suelen acompañar a este tipo de anuncios. No estamos ante una máquina milagrosa ni ante un salto inmediato hacia un futuro de ciencia ficción, sino ante una infraestructura científica avanzada que permite trabajar, por primera vez en Europa, con una generación concreta de computación cuántica de alto nivel. Entender qué hace realmente este centro y qué no hace todavía es clave para valorar su alcance real.

Qué se ha instalado exactamente en Donostia

El núcleo del centro es un sistema de computación cuántica de última generación, el IBM Quantum System Two, que marca un cambio respecto a modelos anteriores. No se trata solo de “otro ordenador cuántico”, sino de una arquitectura modular pensada para escalar en número de cúbits y en complejidad de experimentos. El sistema instalado en Euskadi cuenta con un procesador de más de 150 cúbits, una cifra relevante en el contexto actual de la computación cuántica operativa.

A día de hoy, el sistema funciona aproximadamente al 25 % de su capacidad prevista. Esto no es un fallo ni una limitación inesperada, sino una fase normal de puesta en marcha. La hoja de ruta contempla aumentar progresivamente su uso y complejidad, incorporando más proyectos de investigación y aplicaciones industriales hasta alcanzar un funcionamiento más amplio en los próximos años.

Fuente: basquequantum.eus

Qué es un cúbit y por qué importa

Para entender por qué este centro es distinto a un centro de supercomputación clásico, hay que detenerse en el concepto de cúbit. Mientras los ordenadores convencionales trabajan con bits que solo pueden valer 0 o 1, los cúbits pueden encontrarse en superposición, es decir, en combinaciones de ambos estados al mismo tiempo. Además, varios cúbits pueden entrelazarse, de forma que su comportamiento queda correlacionado.

Esto no hace que un ordenador cuántico sea mejor en todo, pero sí lo vuelve especialmente potente para ciertos tipos de problemas donde el número de combinaciones posibles crece de forma descomunal. Es ahí donde la computación clásica empieza a ser ineficiente y donde la computación cuántica puede ofrecer ventajas reales.

Para qué sirve hoy la computación cuántica

Uno de los campos más activos es la simulación de sistemas físicos y químicos. Simular una molécula compleja, una reacción química o el comportamiento de ciertos materiales es extremadamente difícil con ordenadores clásicos, incluso con superordenadores. El motivo es que la naturaleza, a escala microscópica, es cuántica, pero la estamos intentando describir con herramientas que no lo son.

Los ordenadores cuánticos permiten representar estos sistemas de una forma más natural. Esto abre la puerta al diseño de nuevos fármacos, materiales más eficientes, mejores baterías o procesos industriales menos contaminantes. No hablamos de productos inmediatos, sino de acelerar fases de investigación que hoy consumen años de cálculo y aproximaciones.

Otro ámbito clave es la optimización. Muchos problemas reales consisten en encontrar la mejor solución entre millones o billones de opciones posibles. Planificar rutas de transporte, optimizar redes eléctricas o mejorar procesos logísticos son ejemplos clásicos. La computación cuántica puede ayudar a explorar estas soluciones de manera más eficiente en ciertos casos, aunque todavía se está delimitando con precisión qué problemas se benefician realmente y en qué condiciones.

Aplicaciones potenciales: ¿para qué servirá un ordenador cuántico?

Las posibilidades de los ordenadores cuánticos son vastas y abarcan muchos campos. A continuación destacamos algunas aplicaciones potenciales clave que los expertos vislumbran, varias de las cuales ya se están explorando en proyectos piloto:

• Salud y descubrimiento de nuevos fármacos: La industria farmacéutica y la medicina podrían ser grandes beneficiarias. Un ordenador cuántico es capaz de simular con mayor precisión las interacciones moleculares entre un fármaco y el cuerpo humano, algo extremadamente complejo de modelar hoy en día. Por ejemplo, IBM ya ha utilizado sistemas cuánticos para identificar candidatos a medicamentos prometedores calculando propiedades como la estabilidad de las moléculas, la afinidad de unión a proteínas o la toxicidad de forma más eficiente que con métodos clásicos. Esta capacidad de análisis aceleraría el descubrimiento de fármacos y podría producir tratamientos más efectivos. Incluso, ya se están probando algoritmos cuánticos combinados con inteligencia artificial para mejorar terapias médicas: en el nuevo centro cuántico de Donostia, algunos proyectos utilizan computación cuántica para optimizar tratamientos clínicos personalizados y analizar mutaciones genéticas en enfermedades complejas.

• Nuevos materiales y química avanzada: En ciencia de materiales, química y física fundamental, la computación cuántica permitirá estudiar sistemas que exceden la capacidad de los ordenadores normales. Por ejemplo, un ordenador cuántico puede modelar el comportamiento electrónico de moléculas y nuevos materiales con un nivel de detalle imposible de alcanzar hoy. Esto podría traducirse en el diseño de nuevos materiales con propiedades deseadas (desde superconductores más eficientes hasta baterías de alta capacidad) y en avances en química cuántica. De hecho, los expertos señalan que esta tecnología “promete transformar la ciencia de materiales y la física” al resolver problemas que actualmente no podemos abordar. Dos años de colaboración del equipo Basque Quantum (BasQ) con IBM ya han dado resultados iniciales en ciencia de materiales y física de alta energía, demostrando el valor de aplicar algoritmos cuánticos en investigación básica.

• Optimización industrial y financiera: Muchas aplicaciones prácticas se reducen a problemas de optimización: encontrar la mejor solución entre multitud de combinaciones posibles. Ejemplos abundan en logística (rutas óptimas de transporte), finanzas (carteras de inversión óptimas, gestión de riesgos), fabricación industrial (secuenciación de procesos) o diseño de rutas de suministro. Los algoritmos cuánticos podrían enfrentar estos problemas a gran escala mucho más rápido que los algoritmos clásicos, al evaluar simultáneamente una enorme cantidad de escenarios. Esto ya se está poniendo a prueba: pilotos recientes han aplicado técnicas inspiradas en la cuántica para optimizar rutas logísticas y modelos financieros, logrando reducir la carga computacional y mejorar la precisión de los cálculos. Un ordenador cuántico suficientemente potente podría, por ejemplo, recalcular en segundos la planificación de tráfico de una ciudad o de una cadena de suministro global ante cambios imprevistos, tarea que a un supercomputador convencional le tomaría quizás días completos. En términos generales, la computación cuántica se vislumbra como una herramienta revolucionaria para hallar soluciones óptimas en problemas complejos de negocios y economía.

• Análisis de datos ambientales y clima: En el ámbito del medio ambiente, la capacidad de procesar ingentes volúmenes de datos con algoritmos cuánticos abre la puerta a mejoras en la predicción climática y la comprensión de ecosistemas. Problemas como la modelización del cambio climático o la simulación de fenómenos meteorológicos extremos involucran una cantidad colosal de variables y cálculos. Un sistema cuántico podría manejar estos modelos con mayor resolución y velocidad, ayudando a obtener pronósticos más fiables. De hecho, entre las aplicaciones potenciales del IBM Quantum System Two instalado en Euskadi se menciona explícitamente el análisis de grandes volúmenes de datos ambientales. Asimismo, la computación cuántica podría contribuir a optimizar el uso de recursos naturales (por ejemplo, gestionando redes energéticas complejas de forma más eficiente) y a simular dinámicas ecológicas para anticipar mejor los impactos medioambientales. Ámbitos tan diversos como la predicción climática o la modelización de pandemias se beneficiarían de esta potencia de cálculo, que permitiría abordar simulaciones que hoy están fuera del alcance incluso de supercomputadores.

• Ciberseguridad y comunicaciones seguras: No todo son oportunidades; la llegada de ordenadores cuánticos también plantea desafíos. En particular, la mayoría de los sistemas de criptografía que protegen nuestros datos (como el cifrado RSA que asegura las transacciones bancarias y comunicaciones en Internet) podrían ser vulnerables en el futuro. Un ordenador cuántico lo suficientemente potente sería capaz de romper el cifrado actual resolviendo en poco tiempo problemas matemáticos (factorización, logaritmos discretos) que le tomarían miles de años a un equipo clásico. A este hipotético momento se le ha apodado el "Día Q", y aunque los expertos estiman que aún faltan años para que ocurra, la amenaza es real. Por ello, gobiernos y empresas ya trabajan en desarrollar criptografía poscuántica: nuevos algoritmos de cifrado resistentes a ataques cuánticos, de modo que cuando lleguen esas futuras máquinas, la información se mantenga segura. También se exploran tecnologías como la distribución cuántica de claves (QKD) para comunicaciones ultra-seguras basadas en principios cuánticos. En resumen, la computación cuántica obligará a una evolución de la ciberseguridad para contrarrestar sus propios riesgos, a la par que ofrecerá nuevas herramientas de protección (por ejemplo, generación cuántica de números aleatorios verdaderamente impredecibles).

Qué papel juega el centro de Euskadi en todo esto

El centro cuántico de Euskadi no es un escaparate tecnológico, sino una infraestructura pensada para investigación aplicada. Su función principal es permitir que universidades, centros científicos y empresas trabajen con hardware cuántico real, desarrollen algoritmos, prueben modelos híbridos y entiendan qué aplicaciones tienen sentido más allá del laboratorio.

Aquí es donde entra IBM como proveedor tecnológico, pero no como protagonista del relato. La máquina es suya, sí, pero el valor del centro está en el ecosistema que se construye alrededor: proyectos concretos, personal formado, colaboración internacional y transferencia de conocimiento hacia la industria.

La computación cuántica acabará revirtiendo sus resultados en todos los ámbitos de la sociedad. Fuente: ChatGPT

Por qué no es una revolución inmediata

Conviene subrayarlo con claridad. La computación cuántica actual es frágil, costosa y compleja. Los cúbits son extremadamente sensibles al ruido, a las vibraciones y a cualquier perturbación del entorno. Por eso estos sistemas requieren refrigeración extrema, entornos controlados y equipos técnicos altamente especializados.

Además, no existe todavía una computación cuántica general capaz de sustituir a los ordenadores clásicos. Lo que existe son dispositivos especializados que funcionan bien para tareas muy concretas. Durante muchos años, la computación cuántica convivirá con la clásica, integrándose en flujos de trabajo híbridos donde cada tecnología hace lo que mejor sabe hacer.

Qué puede significar para el ciudadano de a pie

El impacto de la computación cuántica no llegará en forma de aplicaciones visibles o dispositivos domésticos. Llegará de manera indirecta. En medicamentos desarrollados más rápido, en sistemas energéticos mejor optimizados, en materiales más resistentes o eficientes, en modelos científicos más precisos.

El ciudadano no “usará” un ordenador cuántico, igual que hoy no usa directamente los algoritmos que optimizan una red eléctrica o gestionan una cadena logística global. Pero se beneficiará de sus resultados si la tecnología madura y se aplica correctamente.

Una inversión a largo plazo

El Centro de Computación Cuántica IBM-Euskadi  no es una promesa de resultados inmediatos, sino una apuesta estratégica a largo plazo. Su verdadero valor no se medirá en titulares, sino en la capacidad de formar talento, atraer proyectos internacionales y participar en una tecnología que todavía está definiendo qué puede llegar a ser.

La computación cuántica no va a cambiarlo todo mañana. Pero entenderla, desarrollarla y probarla hoy es la única forma de que, cuando empiece a hacerlo, no nos pille mirando desde fuera.