¿Puede ayudarnos la computación cuántica a alcanzar un futuro net zero?

20 diciembre, 2023

Los retos medioambientales a los que nos enfrentamos como sociedad demandan soluciones ingeniosas y transformadoras. Para ello, la tecnología y la innovación son catalizadores esenciales. La computación cuántica es un ejemplo paradigmático de ingenio y desarrollo tecnológico que puede resultar clave para alcanzar la neutralidad de carbono y avanzar hacia un desarrollo sostenible.

Qué es la computación cuántica

Esta tecnología se basa en los principios de la física cuántica para procesar la información y realizar diferentes operaciones informáticas. Su principal diferencia con la computación clásica es que no utiliza impulsos eléctricos para transmitir la información a través de los bits (unidad de medida que puede ser 0 o 1 en lenguaje de código binario) sino que se vale de partículas subatómicas como los electrones o fotones, que tienen la capacidad de adoptar al mismo tiempo múltiples combinaciones de 0 y 1, dando paso a los denominados cúbits o bits cuánticos. Esta cualidad se conoce como superposición cuántica y permite a los ordenadores hacer cálculos de una forma más eficiente.

La computación cuántica permite operar con grandes números a un nivel que no se puede describir con los sistemas disponibles en la actualidad

A menudo entendemos este concepto de superposición como estar haciendo una cosa y, al mismo tiempo exacto, estar haciendo otra distinta.  ¿Te haces una idea del potencial para resolver problemas que son prácticamente imposibles para las computadoras clásicas? 

La computación cuántica permite operar con grandes números a un nivel que no se puede describir con los sistemas disponibles en la actualidad, que ya es de por sí impresionante. Y gracias a ello, podríamos simular sistemas complejos para optimizar procesos y abordar problemas críticos como el cambio climático.

Cómo podríamos usar la computación cuántica para alcanzar el net zero

Lograr un equilibrio entre las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la actividad humana y la capacidad de absorción que tiene nuestro planeta como sumidero de carbono es clave para luchar contra el cambio climático. Para lograr un balance neto entre ambas es necesario desarrollar prácticas como la captura y almacenamiento de carbono o la compensación de emisiones (mediante la reforestación, por ejemplo).

Para lograr un balance neto entre ambas es necesario desarrollar prácticas como la captura y almacenamiento de carbono

La computación cuántica y los conceptos que la definen pueden contribuir a alcanzar el net zero de diferentes formas. Algunos ejemplos son:

• Optimización de procesos energéticos. Gracias a la capacidad para realizar cálculos más rápidos y más complejos se podría gestionar de forma más eficiente la generación de energía renovable, el diseño de materiales sostenibles o la simulación de procesos industriales menos contaminantes.
• Simulaciones climáticas más precisas. Los ordenadores cuánticos mejorarían significativamente la capacidad para realizar simulaciones climáticas con numerosas variables y comprender mejor los patrones, anticipar cambios y desarrollar estrategias de mitigación con mayor impacto.
• Mejora en la eficiencia logística. Los procesos cuánticos se pueden aplicar en problemas logísticos complejos, como planificaciones de rutas y gestión de la cadena de suministro. Reduciendo estas complejidades, se podrían hacer procesos más eficientes y disminuir las emisiones asociadas.

La reducción de emisiones es una cuestión compleja, ya que intervienen factores como el económico, social, medioambiental, entre otros. Por ejemplo, durante la transición hacia un modelo sostenible, es posible que una compañía deba tomar decisiones que afecten a sus trabajadores, las comunidades donde operan, sus proveedores o, incluso, sus clientes o inversores. Es allí donde la computación cuántica podría marcar la diferencia gracias a su potencial para simular sistemas complejos y optimizar procesos. En teoría, podríamos conocer todas las implicaciones de una decisión de una forma más precisa y detallada que con una computadora clásica.

Computación cuántica en el sector energético

El campo de la energía tiene mucho que aportar para alcanzar el net zero. Y ya lo está haciendo con tecnologías renovables, eficiencia energética, redes eléctricas inteligentes, optimización de paradas de mantenimiento de sistemas y un largo etcétera.

La computación cuántica puede abrir un nuevo camino para mejorar la aportación del sector energético al medio ambiente y la reducción de emisiones:

• Optimizando la gestión de las redes en los sistemas energéticos para reducir el consumo y, en consecuencia, las emisiones asociadas a la producción y distribución de energía.
• Simulando sistemas complejos para modelar con precisión materiales que mejoren la eficiencia de paneles solares, baterías eléctricas, electrolizadores para la producción de hidrógeno renovable o tecnologías de captura de carbono.
• Incrementando la seguridad de la infraestructura energética mediante criptografía cuántica que garantice la integridad de las comunicaciones y proteja instalaciones críticas frente a amenazas como las cibernéticas.

La computación cuántica abre un gran abanico de posibilidades para el futuro. A medida que se vaya desarrollando esta tecnología, se espera que contribuya en el abordaje de los desafíos energéticos y medioambientales en nuestro camino hacia el net zero. Todo con el objetivo de alcanzar un futuro energético más limpio, eficiente y estable.