D-WaveChip cuántico de la empresa norteamericana D-WaveD-Wave
Además de fomentar una mayor integración con empresas y estimular la formación de startups, las investigaciones dedicadas al desarrollo de tecnologías cuánticas en Brasil deben atraer a especialistas que no sean solamente de la física, sino también ingenieros, químicos, matemáticos y profesionales del sector de la computación. De esta manera, podrá acelerarse la creación de productos comerciales basados en propiedades cuánticas.
Ésta es una de las ideas centrales que fue discutida por un cuantioso grupo de investigadores, autoridades y empresarios participantes de en la conferencia temática sobre Ciencia y Tecnologías Cuánticas, que tuvo lugar los días 5 y 8 de abril en Río de Janeiro y São Paulo, respectivamente. Organizado por la FAPESP y la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Río de Janeiro (Faperj), en colaboración con la Academia Brasileña de Ciencias (ABC), el evento fue una de las actividades preparatorias de la V Conferencia Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación, que tendrá lugar del 4 al 6 de junio en Brasilia.
Las tecnologías cuánticas utilizan las propiedades de la mecánica cuántica, que explica el comportamiento de la materia y la luz a escala atómica y subatómica. Brasil cuenta con alrededor de 120 investigadores trabajando en algún sector de las ciencias cuánticas, con grupos consolidados y producción científica relevante en estados como São Paulo, Río de Janeiro, Minas Gerais, Pernambuco y Rio Grande do Norte.
La mayoría de los investigadores son físicos. “Nuestro primer desafío es desarrollar la ingeniería cuántica”, dijo el físico matemático Marcelo Terra Cunha, del Instituto de Matemática, Estadística y Computación Científica de la Universidad de Campinas (Imecc-Unicamp), uno de los coordinadores de la conferencia. “Necesitamos atraer a gente de otras áreas para que colaboren con nosotros”.
El objetivo es crear equipos con profesionales de diversas áreas trabajando en el desarrollo de las tecnologías cuánticas, incluyendo especialistas del área administrativa y de negocios. Terra Cunha destacó que el mundo está entrando en la llamada segunda ola de productos basados en tecnologías cuánticas. La primera llevó al desarrollo de transistores, láseres y relojes atómicos, dispositivos utilizados en innumerables productos en la sociedad actual, tales como, por ejemplo, computadoras, teléfonos móviles y sistemas de navegación por satélite.
La segunda ola se divide en tres áreas principales. La mayor de ellas es la computación cuántica, basada en el uso de cúbits (bits cuánticos), capaces de resolver problemas que las máquinas clásicas no pueden resolver y proporcionar respuestas más rápidas. “Alrededor del 90 % de las inversiones internacionales se concentra en esa área”, comentó el físico de la Unicamp. La segunda línea de investigación explora los sistemas de comunicación y la criptografía cuántica, que podrían garantizar formas más seguras de intercambiar y proteger la información. La tercera se dedica a la creación de sensores cuánticos, dispositivos que pueden medir propiedades como el campo eléctrico y magnético, la temperatura o la presión.
Steve Crawford / FlickrParte interna de un procesador cuántico desarrollado por IBMSteve Crawford / Flickr
“Tenemos investigadores académicos competentes en ciencias cuánticas”, comentó el físico Luiz Davidovich, de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), otro de los coordinadores de la conferencia. “Pero, como en otras áreas, faltan empresas que desarrollen productos en el sector”. Davidovich recordó que el campo de las tecnologías cuánticas es un área estratégica de interés nacional, y que países como Estados Unidos, Reino Unido y China producen iniciativas de fomento del desarrollo de tecnologías cuánticas vinculadas directamente con los gobiernos. Se estima que la mitad de las inversiones mundiales en tecnologías cuánticas proviene de China.
Para ilustrar la relevancia del tema, el físico Iván Oliveira, del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas (CBPF), comentó que él solía utilizar, con fines de investigación, los servicios proporcionados por la computadora cuántica de la empresa estadounidense D-Wave disponibles en la nube, por un costo módico. Pero recientemente el precio del servicio explotó y, peor aún, el acceso fue bloqueado. “No podemos utilizar más el servicio”, comentó Oliveira, quien participó del evento en Río de Janeiro, realizado en la sede de ABC.
Para el físico Paulo Nussenzveig, del Instituto de Física de la Universidad de São Paulo (IF-USP), Brasil está atrasado en la carrera de las tecnologías cuánticas, pero todavía es posible entrar en el campo. Ve buenas oportunidades para crear productos, como por ejemplo sensores destinados a áreas en las que Brasil juega un papel destacado a nivel internacional, como lo es la producción de alimentos.
Una iniciativa reciente más destacada es el acuerdo para realizar investigaciones conjuntas sobre tecnologías cuánticas firmado por la FAPESP y la Faperj en diciembre del año pasado. Otro es el acuerdo firmado en 2022 entre la FAPESP, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI) y el Comité Gestor de Internet de Brasil (CGI.br) para financiar investigaciones estratégicas en el área de internet. Entre los proyectos apoyados se encuentra el montaje de una red de comunicación física que utiliza criptografía basada en fenómenos cuánticos para conectar a la CBPF, la UFRJ, la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (PUC-Río) y la Universidad Federal Fluminense (UFF).
Durante el evento realizado en la capital paulista, el físico Gustavo Wiederhecker, de la Unicamp, destacó el lanzamiento del primer pliego de concurso de la Quantum Technologies InitiAtive (QuTIa), un programa de la FAPESP que fomenta las tecnologías cuánticas. “Seleccionaremos cinco propuestas presentadas por jóvenes investigadores que se encuentran en el inicio de sus carreras y que hayan tenido una experiencia reciente de al menos dos años en el exterior o que aún se encuentren radicados afuera”, dijo Wiederhecker, coordinador de QuTIa. Los seleccionados, brasileños o extranjeros, deberán instalarse en São Paulo y contarán con una financiación de aproximadamente un millón de dólares por cinco años.
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