Hace poco el país lanzó una estrategia nacional para delinear la ruta que permita fortalecer las capacidades en un sector de frontera y estratégico para el desarrollo en áreas críticas de la economía y bienestar, y desde la UdeC hace años se ha avanzado en crear infraestructura, investigaciones y talentos para avanzar con resultados pioneros a nivel internacional.
Hay una revolución tecnológica y Chile puede tomar un rol de liderazgo con Concepción de actor fundamental. Con esta convicción expertos locales asumen la Estrategia Nacional de Tecnologías Cuánticas 2025-2035 que da lineamientos para fortalecer las capacidades en un campo emergente con aplicaciones notables para áreas críticas para el progreso y bienestar como ciencia, seguridad, finanzas y medicina.
Esta política se presentó el 17 de diciembre por el Presidente Gabriel Boric, junto a una de biotecnología, tras un largo trabajo intersectorial y participativo impulsado por el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación (CTCI) para avanzar en sectores tecnológicos de frontera y encaminar a Chile a un modelo de desarrollo sofisticado y sostenible en base a la CTCI.
El lanzamiento se dio en el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica, proclamado por Naciones Unidas para celebrar el centenario e impacto tecnológico de la mecánica cuántica.
La meta y oportunidad es ser referente en tecnologías cuánticas, basadas en potentes propiedades de la mecánica cuántica y cuyos ejes fundamentales son la computación cuántica, comunicación cuántica y sensores cuánticos, explica la doctora Paulina Assmann, cofundadora y CEO de Sequre Quantum, empresa pionera en Latinoamérica dedicada a la ciberseguridad cuántica que nació en la Universidad de Concepción (UdeC), e integrante del comité de asesor del Ministerio de CTCI para la Estrategia Nacional de Tecnologías Cuánticas.
“Hay una transición tecnológica a nivel global, donde las tecnologías cuánticas son protagonistas. Es un área donde los desarrollos que ha habido han sido el último tiempo, entonces todos tenemos las mismas oportunidades de ser protagonistas en vez de sólo espectadores”, manifiesta.
En este contexto, la doctora en astrofísica de la UdeC afirma que el papel de la casa de estudios ha sido crucial a nivel nacional para la creación de infraestructura y también capital humano avanzado en tecnologías cuánticas desde hace dos décadas.
Un ejemplo es Sequre Quantum, y también destaca “el profesor Gustavo Lima, quien ha hecho comunicación cuántica, en infraestructura son líderes globales”, académico del Departamento de Física e investigador del Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) que lidera la UdeC, donde también llevan otros trabajos para avanzar en este campo.
Y releva que con los años se ha ido amplificando con más laboratorios y capacidades locales en la Universidad del Bío-Bío y Universidad Católica de la Santísima Concepción, además de avances en otras universidades en la Región Metropolitana.
“Por primera vez Chile no tiene que empezar de cero, tiene un camino recorrido con todo lo que se ha invertido en ciencia y tecnología. Y en Concepción podríamos hablar de una ‘quantum city’, hay liderazgo”, sostiene.
El doctor Aldo Delgado, director del MIRO y académico del Departamento de Física UdeC, explica que la mecánica o física cuántica describe el comportamiento de la naturaleza a escala microscópica, atómica y subatómica, que tiene propiedades específicas como el entrelazamiento que las tecnologías cuánticas explotan para resolver problemas complejos.
Y los avances han impactado desde la ciencia al bienestar desde el siglo pasado, con herramientas hoy integradas a la vida y un desarrollo en potente expansión.
Las tecnologías cuánticas de primera generación datan de los años ‘50 aproximadamente, afirma. “La mecánica cuántica da cuenta de la existencia del spin de las partículas que juega un rol clave en la resonancia nuclear magnética y sus aplicaciones en la medicina como herramienta de diagnóstico. Y hoy no podemos prescindir del láser, un componente fundamental de las comunicaciones modernas vía fibra óptica, o de los computadores, basados en circuitos integrados cuyo funcionamiento sólo puede ser entendido por medio de la mecánica cuántica”, ejemplifica.
Aunque hay una segunda generación, tecnologías cuánticas emergentes y revolucionarias, con varias líneas de desarrollo teórico y experimental, donde además de usar las propiedades, es posible controlarlas hasta dar capacidades imposibles para las tecnologías clásicas.
En éstas, el físico destaca “la computación cuántica, comunicaciones seguras y el sensado cuántico; todas representan grandes desafíos asociados a aplicaciones que proporcionarían grandes ventajas en ciertos sectores económicos”.
Por ejemplo, un computador cuántico podría hacer en horas lo que uno clásico tardaría cientos de años; o se puede lograr una seguridad informática inquebrantable con criptografía cuántica.
Mundo
Uno de los desarrollos más impactantes es la computación cuántica, afirma el doctor Aldo Delgado.
Los computadores clásicos se basan en bits, los computadores cuánticos en qubits. Los bits clásicos son 0 o 1, pero el cuántico puede ser 0, 1 o superposición de ambos, entre otras propiedades. Entonces se podrá montar un mundo digital diferente y avanzado.
“La computación cuántica tendrá un impacto significativo en áreas como la salud al permitir el desarrollo de nuevas medicamentos basados en moléculas complejas; en logística, permitiendo encontrar soluciones óptimas para el transporte de bienes y el acceso a servicios; o en la física de materiales, logrando acelerar el desarrollo de nuevos materiales con propiedades que no existen en la naturaleza”, precisa.
En este sentido, cuenta que varias compañías internacionales han logrado desarrollar prototipos de computadores cuánticos. “El avance ha sido rápido, desde los primeros prototipos con unos pocos qubits, hasta los más avanzados con miles de qubits”, sostiene.
Aunque reconoce que queda mucho por resolver y progresar, también que las potenciales ganancias que brindarían estos computadores hacen que la comunidad científica-tecnológica mundial trabaje incansablemente en su desarrollo.
“Quien logre desarrollar la computación cuántica primero tendrá una gran ventaja en el desarrollo de los futuros mercados. Por ejemplo, hoy los chips de computadora han adquirido estatus de commodity, sin ellos hay grandes sectores económicos que no podrían existir. Están en prácticamente en todos los productos tecnológicos que usamos hoy: lavadoras, cocinas, celulares, refrigeradores, celulares, laptops, cámaras fotográficas, vehículos de transporte, maquinaria pesada, equipamiento médico, etcétera. Y sólo unos pocos países son capaces de fabricarlos en masa, como por ejemplo China, Taiwán y Estados Unidos”, expone.
En el MIRO tienen un programa con estas tecnologías, trabajando en sinergia también con investigadores de otras entidades.
“Hemos avanzado mucho en nuestras investigaciones en computación cuántica, en particular algoritmos cuánticos y su desarrollo. También hemos avanzado en el diagnóstico y benchmarking de computadores cuánticos, y actualmente trabajamos en nuevas propuestas de plataformas físicas para la implementación de computación cuántica”, detalla.
Además, releva el esfuerzo en darla a conocer a la sociedad con la Escuela de Computación Cuántica que implementan hace unos años.
Con ese poder la computación cuántica también se convirtió en una amenaza real para la criptografía que protege la información sensible y la ciberseguridad del futuro y que da otra razón para avanzar en tecnologías cuánticas, más allá de estar a la vanguardia.
“La criptografía se basa en lo difícil que es resolver un problema matemático. El computador cuántico amenaza la ciberseguridad que tenemos hoy: la criptografía, como mandamos mensajes secretos de un lugar a otro, la computación cuántica lo puede vulnerar”, advierte la doctora Paulina Assmann.
Ese suceso es el “Día Q”, dice, que las naciones deben prever para afrontar. El “día cuántico” es un momento hipotético en el futuro en que las computadoras cuánticas sean capaces de romper la criptografía actual, y abordarlo requiere una preparación ahora, con desarrollo de tecnologías y transformaciones estructurales para que la transición lleve a la adopción tecnológica.
Con el nivel de avance actual, hay expertos que afirman que hay probabilidades que ocurra en la próxima década, por lo que hay naciones con hojas de ruta clara para migrar a estas tecnologías de forma definitiva a 2030, expone la investigadora.
Ante ello, la investigadora asegura que desde la mecánica cuántica se ofrecen las soluciones. En ese contexto surge Sequre Quantum, basado en más de 15 años de investigaciones realizadas en la UdeC que llevó a desarrollar un prototipo de criptografía cuántica que hoy es producto que se comercializa en mercados internacionales.
“Usamos las leyes de la naturaleza, particularmente el poder del fotón, para generar llaves criptográficas muy seguras a través de números aleatorios, y podemos certificar en tiempo real que son números son aleatorios. Por ejemplo, para proteger los datos personales o hacer transacciones bancarias necesitas mucha aleatoriedad, y nosotros usamos la física cuántica para poder generar estas llaves que son seguras para guardar los secretos en el mundo digital”, explica.
Con la propiedad intelectual de la tecnología hoy son los únicos en el mundo que pueden certificar a tiempo a real que el número es aleatorio, dando una ventaja en la competencia a nivel global, con presencia en Estados Unidos, Europa y varios países de Latinoamérica, y expandiendo en la cantidad de entidades que integran esta tecnología cuántica local como parte de la transición tecnológica y robustecer su ciberseguridad.
Sobre esto para Chile, la doctora Assmann plantea que “tener una estrategia nacional ayuda a que las organizaciones tengan mayor confianza para adoptar estas tecnologías emergentes”.