Sensores para agricultura, protección de redes de información, generación y uso de energía en salud son algunas de las posibles aplicaciones de las tecnologías cuánticas en nuestras vidas. La formación de profesionales, el escenario internacional y las políticas públicas para impulsar el desarrollo del sector en el país fueron algunos de los temas tratados en el evento on-line “Desafío Brasil Computación Cuántica”, organizado por la RNP, por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovaciones (MCTI) y por la Softex, los días 18 y 19 de noviembre.

El primer día estuvo dedicado al tema “Comunicación y redes cuánticas”. Con la mediación del profesor e investigador de la Universidad Federal de Pará, Antônio Abelém, asistieron al debate los investigadores Armando Nolasco, del Instituto de Telecomunicaciones de la Universidad de Aveiro; Guilherme Xavier, profesor de Ingeniería Eléctrica en la Universidad de Linköping; y Gustavo Wiederhecker, profesor del Instituto de Física de la Unicamp.

La comunicación cuántica permite vislumbrar un futuro con ordenadores que realizan tareas cada vez más complejas. Para Abelém, actualmente, el principal interés de la comunicación cuántica es la posibilidad de una comunicación totalmente segura. Pero el desarrollo tecnológico y la intensa investigación sobre el tema deben permitir nuevas aplicaciones.

Según Abelém, “mucha gente piensa que la internet cuántica reemplazará a la actual, pero en realidad no es eso exactamente. La internet cuántica permitirá algunas aplicaciones más allá del alcance de la internet clásica y la expectativa es que este tipo de modalidad funcione en conjunto con la tradicional”.

Ya existen varias iniciativas cuánticas en el mundo, como por ejemplo en China, el país que más invierte. En Europa, el programa de investigación QuantERA ha llamado la atención sobre el área y hace tres años se llevó a cabo una demostración en ambiente real de criptografía cuántica en España.

Los participantes del evento indicaron que, desde el punto de vista académico, Brasil está altamente desarrollado y cuenta con investigadores altamente cualificados. Sin embargo, uno de los grandes retos es mantener a los profesionales del área cuántica trabajando en el país. La fuga de cerebros hacia el extranjero es una preocupación importante en esa área.

El profesor Guilherme Xavier, que trabaja en Suecia, dijo que “una gran inversión consistiria en pagar mejor a los estudiantes de posgrado. En Europa, el salario en la mayoría de los lugares es competitivo, porque si un estudiante no puede mantenerse a sí mismo haciendo un doctorado, termina yendo a la industria o a otra parte. Así perdemos masa crítica”, apuntó Xavier.

La formación de personal calificado para el área es un proceso difícil y de largo plazo. Faltan profesionales de la computación cuántica y el campo requiere que se realicen inversiones con mucha antecedencia. Otra dificultad es que se trata también de un área multidisciplinaria, que durante mucho tiempo estuvo casi exclusivamente bajo el dominio de los físicos.

Wiederhecker dijo que, para desarrollarse, las tecnologías cuánticas también deben atraer a investigadores de otras áreas como la ingeniería.

Para Wiederhecker, “el pronóstico para una computadora cuántica es para 2035. Este será el comienzo de una Internet cuántica y debemos prepararnos para ello. Cabe señalar que esta es una decisión que Brasil debe tomar ahora. ¿Queremos ser consumidores de estas tecnologías o, como en los años 70 y 80, participar activamente?”

La discusión del segundo día del evento se centró en la información cuántica y contó con el investigador José Ferreira Rezende, profesor de la Coppe/UFRJ y asesor académico-científico de la RNP como mediador; y con los investigadores Franklin Marquezino, también profesor de Coppe/UFRJ; y Marcelo Terra Cunha, de Unicamp.

Según Marquezino, las primeras aplicaciones se están realizando en el área de simulación de sistemas cuánticos, química y ciencia de materiales. En un horizonte intermedio, se espera utilizar tecnologías cuánticas para resolver problemas de optimización, como en el campo de las finanzas y el aprendizaje de máquina (machine learning), y en un horizonte más lejano, la apuesta es que será posible realizar criptoanálisis.

Sobre cómo se encuentra actualmente el país en el área, el investigador dijo que hay pocas empresas y startups involucradas en la computación cuántica. Para que el campo se desarrolle aún más en Brasil, también sería necesario preparar a estas empresas para usar computadoras cuánticas, además de alentar a las startups de tecnología a identificar el potencial.

El profesor de la Unicamp, Marcelo Terra Cunha, recordó que en los últimos años se ha acelerado el desarrollo de la computación cuántica. En 2016, los ojos del mundo se volvieron hacia la computación cuántica debido a iniciativas como la IBM Quantum Experience, la disponibilidad de computadoras cuánticas en la nube, permitiendo la experimentación por parte de los usuarios. Además, la misma empresa acaba de anunciar la creación de un procesador cuántico avanzado, llamado Eagle (águila, en inglés).

Durante el evento, se pudo notar que el escenario de las tecnologías cuánticas es, en general, bastante promisorio y avanza a pasos agigantados. En cuanto a la transformación de estas tecnologías en beneficio de la sociedad, un fuerte potencial reside en el área de los sensores, con muchas posibilidades para la agricultura, la generación de energía y la salud, incluida la detección de nuevas enfermedades y exámenes de imagen. El investigador Armando Nolasco, de la Universidad de Aveiro, citó el potencial de las tecnologías cuánticas para la seguridad y privacidad de la información en el campo médico. El profesor de la Unicamp, Marcelo Terra Cunha, recordó que el sector de la certificación agrícola, para determinar, por ejemplo,  si un vegetal determinado está libre de contaminantes, tiene mucho a ganar con estas tecnologías.