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Carlos B Fernández. La tecnología cuántica (QT) podría generar un volumen de negocio de miles de millones de dólares en la próxima década, principalmente en los sectores químicos, de ciencias biológicas, finanzas y movilidad. Esta es una de las principales conclusiones del análisis realizado por McKinsey para la tercera edición de su Quantum Technology Monitor.

En concreto, la consultora considera probable que esos cuatro sectores experimenten el impacto más temprano y directo de la computación cuántica, pudiendo llegar a generar hasta dos mil millones de dólares en 2035.

Este empuje se prevé aun a pesar del descenso en la inversión apreciado en esta tecnología durante 2023 por parte del sector privado y corporativo, un descenso compensado por la inversión pública y la producción de avances tecnológicos significativos (especialmente en la corrección y mitigación de errores cuánticos), así como un pequeño aumento en las patentes presentadas.

Además, el informe refleja un aumento notable en los programas de tecnología cuántica ofrecidos por las universidades, con la Unión Europea a la cabeza en el número de graduados en campos relacionados con la QT.

Disminuye la inversión privada en nuevas empresas, pero aumenta la inversión pública centrada en potenciar las empresas ya establecidas

El informe refleja que en 2023, se invirtieron 1.710 millones de dólares en nuevas empresas de QT, lo que representa una disminución del 27 por ciento desde el máximo histórico de 2.350 millones de dólares en 2022.

No obstante, se indica, esta disminución es menor en comparación con la disminución del 38 por ciento para todas las empresas emergentes a nivel mundial. Continúa la desaceleración en el número de nuevas empresas QT fundadas (13 en 2023 frente a 23 en 2022). El tamaño de las transacciones también ha disminuido, siendo el tamaño promedio de las transacciones de $40 millones en 2023 en comparación con $105 millones en 2022 y $107 millones en 2021. En línea con este desarrollo, el recuento de transacciones se redujo a 171 en 2023 desde 206 en 2022.

Según McKinsey, hay varios factores que causan esta disminución de la inversión privada en QT, entre los que se cita un cambio significativo en el enfoque hacia la IA generativa, así como la percepción persistente de que QT es una tecnología a largo plazo cuyo potencial en varios sectores aún se está comprendiendo y evaluando.

Sin embargo, la financiación pública para tecnologías cuánticas aumentó más del 50 por ciento con respecto a 2022, alcanzando los 42.000 millones de dólares en 2023.

Si bien China y Estados Unidos han dominado anteriormente la inversión pública QT, nuevos anuncios de Australia, Canadá, Alemania, India, Japón, Países Bajos y Corea del Sur, y el Reino Unido reflejaron una creciente comprensión entre una gama más amplia de gobiernos de la importancia de la QT; Corea del Sur y el Reino Unido, en particular, realizaron aumentos significativos en sus niveles de financiación.

La mayoría de estas iniciativas nacionales tienen como objetivo establecer liderazgo y soberanía tecnológicos y estimular las inversiones privadas para el desarrollo de la tecnología cuántica. Por ejemplo, el objetivo de la Estrategia Cuántica Nacional del Reino Unido, que incluye 3.100 millones de dólares en financiación pública a lo largo de diez años, no es sólo permitir que el Reino Unido sea una economía líder basada en la tecnología cuántica, sino también generar 1.300 millones de dólares en inversión privada en tecnologías cuánticas.

La gran mayoría de las inversiones han sido en empresas estadounidenses (más del doble que en el siguiente país), seguidas de empresas en Canadá y el Reino Unido. La mayor parte de la financiación de capital de riesgo se destinó a ampliar empresas emergentes establecidas, y más del 75 por ciento del valor total de la inversión se destinó a rondas de financiación de serie B o posteriores. Esto sugiere el establecimiento de plataformas tecnológicas más maduras para la computación cuántica y señala la posible aversión al riesgo de los inversores hacia las empresas emergentes en etapas tempranas y las tecnologías o enfoques no probados, lo que también explica parcialmente la caída del 43 por ciento en las nuevas empresas emergentes en comparación con 2022.

Aumenta la cualificación del talento cuántico, pero debe aumentar la cooperación internacional

El informe refleja que el desarrollo del talento dio un notable paso adelante en 2023, lo que refleja un enfoque positivo en la construcción de las bases de QT. En 2023, 367.000 personas se graduaron con títulos relevantes para QT. Mientras tanto, el número de universidades con programas QT aumentó un 8,3 por ciento, a 195, mientras que las que ofrecen títulos de maestría en QT aumentaron un 10,0 por ciento, a 55. La Unión Europea y el Reino Unido tienen el mayor número y densidad, respectivamente, de graduados en Campos relevantes para QT. Este aumento ayuda a explicar por qué los científicos de las instituciones de la UE contribuyeron con mayor frecuencia a publicaciones relacionadas con la cuántica.

Aprovechar este talento y estas inversiones para generar valor sigue siendo un desafío debido al acceso limitado a hardware e infraestructura de última generación, el conocimiento y la adopción limitados de tecnologías cuánticas y la falta de coordinación interdisciplinaria (como entre el mundo académico y e industria) necesarios para llevar las tecnologías al mercado. La colaboración entre la industria, la academia y el gobierno es esencial para acelerar el desarrollo de la tecnología cuántica para industrializar la tecnología, gestionar la propiedad intelectual y superar las brechas de talento.

Para abordar esta cuestión, están surgiendo “grupos de innovación” en todo el mundo. Estos grupos son redes coordinadas de asociaciones entre investigadores, líderes de la industria y entidades gubernamentales que contribuyen al avance tecnológico de las tecnologías cuánticas e impulsan la creación de valor regional.

La mayoría de estos clústeres de innovación comparten un conjunto de características:

- Proximidad a centros académicos. Las grandes instituciones académicas brindan talento y ecosistemas de investigación vibrantes, así como acceso a los últimos avances científicos.

- Apoyo del gobierno. El apoyo gubernamental a los grupos de innovación se presenta en forma de financiación pública para apoyar el desarrollo tecnológico en instituciones y empresas emergentes, así como de financiación de infraestructura para centros de investigación nacionales, como laboratorios nacionales, instalaciones dedicadas y capacidades para el desarrollo de tecnología cuántica.

- Actividad emprendedora. Las empresas emergentes suelen surgir de grupos académicos, pero mantienen vínculos con los grupos académicos y aprovechan la infraestructura dentro de las instituciones de investigación. Las empresas emergentes también se benefician significativamente de la tutoría (por ejemplo, a través de aceleradores y organizaciones de transferencia de tecnología) para desarrollar y comercializar innovaciones.

- Asociaciones industriales. Las empresas locales o grandes entidades corporativas interesadas en aplicar tecnologías cuánticas proporcionan financiación o infraestructura dedicada a los investigadores.

Desarrollar y ampliar dichos ecosistemas de innovación regionales (incluidos los consorcios de investigación) será un factor determinante para lograr una amplia adopción y comercialización de la tecnología cuántica.

Se incrementas los avances tecnológicos en la computación cuántica resistente a fallos

El año pasado marcó avances continuos para todas las tecnologías cuánticas, con la llegada al mercado de una gama de ofertas QT nuevas y mejoradas. Un avance fue la transición del estándar NISQ1 (tecnología que alcanzaba un máximo de 1.000 qbits por procesador y era más propensa a los errores), al FTQC (computación cuántica resistente al fallo, con un menor número de errores lógicos). ´

Teniendo en cuenta que la QT abarca tres subcampos:

a) La computación cuántica (Quantum Computing, QC), como nuevo paradigma informático que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica para proporcionar una mejora significativa del rendimiento de determinadas aplicaciones y permitir nuevos territorios de la informática en comparación con la informática clásica existente.

b) la detección cuántica (Quantum Sensing, QS), que incluye una nueva generación de sensores, basados en sistemas cuánticos, que proporcionan mediciones de diversas cantidades (por ejemplo, campos electromagnéticos, gravedad o tiempo) y que son órdenes de magnitud más sensibles que los sensores clásicos.

c) La comunicación cuántica (Quantum Communication, QComm), referida a la transferencia segura de información cuántica a través de distancias, que podría garantizar la seguridad de la comunicación incluso frente a una potencia informática (cuántica) ilimitada.

Los principales avances registrados se refieren:

En el ámbito de la Computación cuántica, las propuestas y demostraciones de corrección de errores cuánticos realizadas por grandes empresas prometen dar pasos hacia la computación cuántica a gran escala y tolerante a fallas. Se logró una fidelidad récord de qubit del 99,5 por ciento (por QuEra, MIT y Harvard) y, más recientemente, del 99,9 por ciento (por Microsoft y Quantinuum) combinando nuevos esquemas de corrección de errores y arquitecturas innovadoras para qubits lógicos. Cambiar el enfoque del hardware únicamente a esquemas basados en software y arquitectura para la mitigación y corrección de errores promete reducir significativamente la sobrecarga del hardware (por ejemplo, el recuento de qubits físicos para cada qubit lógico) y acelerar los plazos para la llegada de computadoras cuánticas universales tolerantes a fallos.

En el ámbito de la detección cuántica, los investigadores están desarrollando técnicas mejoradas para controlar conjuntos de espines de estado sólido para una variedad de aplicaciones de detección. Los investigadores del MIT, por ejemplo, desarrollaron una técnica novedosa que podría mejorar significativamente la sensibilidad de los dispositivos de detección cuántica. Las capacidades de la tecnología de detección cuántica en materia de seguimiento, obtención de imágenes, navegación e identificación tendrán un impacto significativo, tanto por sí mismas como como facilitadoras de procesos. McKinsey considera que sectores privados como el petróleo y el gas, la automoción y el ensamblaje, el aeroespacial y la defensa, la tecnología médica y los medios y el entretenimiento, así como el sector público, podrían experimentar un impacto disruptivo de la detección cuántica después de 2030.

Finalmente, en el ámbito de la comunicación cuántica, los investigadores están mejorando el rendimiento de la distribución de claves cuánticas, demostrando distancias de transmisión más largas y mayores velocidades de datos utilizando técnicas innovadoras. Tanto China como Rusia probaron con éxito la comunicación cuántica establecida más larga, que recorrió una distancia de 3.800 kilómetros. Los investigadores también están desarrollando plataformas para memorias cuánticas utilizando iones atrapados, iones de tierras raras y vapores atómicos, y están utilizando iones atrapados para demostrar repetidores cuánticos, que operan en longitudes de onda de telecomunicaciones.

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