Posgrado en

Ingeniería Cuántica

Anna Sanpera Trigueros, doctora en Ciencias Físicas por la UAB y miembro de la Institución Catalana de Investigación y Estudios Avanzados (ICREA), es la codirectora académica del nuevo posgrado en Ingeniería Cuántica que la UPC School pondrá en marcha en el mes de octubre. Con una amplia experiencia en investigación, nos cuenta en esta entrevista los retos de futuro y oportunidades profesionales derivadas de la revolución cuántica. ¿Podemos decir que las tecnologías cuánticas generarán un nuevo paradigma IT? Sí, de hecho ya lo están generando. Las IT convencionales, tal como las conocemos, utilizan las leyes de la física clásica para almacenar, modificar, transmitir o recibir información. Pero a nivel microscópico son las leyes de la física cuántica las que describen la naturaleza. Las tecnologías cuánticas hacen uso de estas leyes para tratar la información, pero también para medir con mucha más precisión, asegurar privacidad en nuestras comunicaciones o diseñar nuevos materiales con propiedades exóticas. ¿Qué potencial tienen estas tecnologías? La física cuántica es radicalmente diferente de la clásica, por lo tanto, esperamos algunos cambios tecnológicos rompedores. Hoy en día hablamos de cuatro grandes bloques de desarrollo en tecnologías cuánticas. El primero es el de las comunicaciones cuánticas, que a diferencia de las clásicas, pueden ser incondicionalmente seguras. El segundo bloque es el de computación cuántica: los ordenadores cuánticos son, por definición, altamente paralelos, tienen una potencia de cálculo superior y la posibilidad de resolver algunos problemas complejos de manera eficiente. Aquí se desarrollan algoritmos cuánticos para optimizar problemas del ámbito científico, biomédico, económico. Un tercer bloque está dedicado a la metrología cuántica, es decir, el diseño de protocolos óptimos para medir parámetros con una precisión superior a la clásica, por ejemplo intentar medir pequeñas variaciones del campo magnético generado por las neuronas en el cerebro o cambios de temperatura dentro las células para determinar concentraciones de ATP y ADT. Hay un cuarto bloque que se refiere a los simuladores cuánticos, que son un tipo de ordenador específico que permite estudiar un problema concreto, y gracias a los cuales en el futuro podríamos pensar en el diseño de nuevos medicamentos, por ejemplo. ¿Cuál es su estado de madurez actualmente? Llevamos trabajando en estos campos desde hace una treintena de años y puedo decir que todavía estamos en los albores en términos tecnológicos, lo que da una visión de la dificultad del campo y al mismo tiempo del interés que genera. Hay que saber primero qué propiedades cuánticas pueden tener un uso tecnológico, y hay luego traducir estas propiedades en tecnología. Hoy en día se experimenta en muchas plataformas diferentes: circuitos superconductores, átomos ultra fríos, iones atrapados, materiales topológicos, fotónica. Cada plataforma tiene sus ventajas e inconvenientes. Mantener las propiedades cuánticas de los sistemas de forma que se puedan manipular para hacer cálculos o para codificar y transmitir información requiere un control experimental impresionante. ¿En qué ámbitos tendrá aplicación la computación cuántica? No creo que me equivoque demasiado si digo que más o menos en todos. En el ámbito científico, biomédico, social, tratamiento de datos, comunicación interplanetaria, climatología, economía.... No reemplazaremos nuestros ordenadores portátiles por ordenadores cuánticos, no lo necesitamos, ahora bien cualquier problema no trivial que involucre optimización es posible que en unos años se resuelva aplicando técnicas de aprendizaje automático en ordenadores cuánticos ( quantum machine learning ). Para el desarrollo efectivo en el entorno empresarial de estas tecnologías serán necesarios profesionales preparados. ¿Qué competencias debe tener este nuevo perfil de ingeniero cuántico? Los ingenieros cuánticos son precisamente quienes tienen que hacer el trasvase de los efectos cuánticos básicos que los científicos estudiamos a la tecnología. Por lo tanto, una ingeniera cuántica necesitará conocimientos de física cuántica y matemáticas, además de las competencias propias de su rama de ingeniería: IT, computación, fotónica, electrónica, química, desarrollador de algoritmos, etc. A finales de octubre pondréis en marcha la primera edición del posgrado en Ingeniería Cuántica de la UPC School. ¿Cuál es el objetivo de esta formación pionera impulsada por la UPC? El objetivo del posgrado es dar una primera introducción formal a las tecnologías cuánticas. Hay muchos ingenieros que empiezan a oír hablar del futuro de las tecnologías cuánticas y que querrían saber más. Por ello creemos necesario ofrecer un curso de posgrado donde se introduzcan los fundamentos de física cuántica, los problemas a resolver y el estado actual de las tecnologías cuánticas, así como las oportunidades empresariales que estas tecnologías pueden conllevar. El curso contará también con la participación destacada de IBM que introducirá algunos algoritmos cuánticos nuevos y la oportunidad de utilizar sus ordenadores cuánticos durante el curso. ¿A quién se dirige el posgrado? Ingenieros del ámbito de las IT, físicos, matemáticos, químicos, informáticos.