Qilimanjaro Quantum Tech, una start-up pionera
Qilimanjaro Quantum Tech es una de las empresas pioneras en el desarrollo de la tecnología cuántica en Europa. Su amplia experiencia desarrollando proyectos de investigación aplicada a esta tecnología ponen de relieve su voluntad de liderar la construcción del primer ordenador cuántico de carácter comercial, trabajando para democratizar el acceso a la computación cuántica. En una entrevista a Marta Pascual Estarellas, actual CEO de la empresa, nos explicaba el trabajo de Qilimanjaro en la creación de algoritmos cuánticos y hardware para facilitar el acceso a la computación cuántica a las industrias y centros de investigación, utilizando un modelo de computación analógica diferente de las soluciones cuánticas existentes.
La empresa ha desarrollado 9 proyectos de investigación de doctorado industrial, colaborando con la Universidad de Barcelona (UB), la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC), la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), el Barcelona Supercomputing Center (BSC) y el Instituto de Física de Altas Energías (IFAE). En los últimos años ha alcanzado grandes éxitos financieros destacando su posición como una de las empresas clave en el sector de la computación cuántica a tener en cuenta. Recientemente, ha sido la ganadora de los prestigiosos 4YFN Awards 2024 a la mejor startup, en el marco del Mobile World Congress celebrado en Barcelona el pasado febrero de este año.
David Eslava, el doctorando industrial al frente de un proyecto estratégico
En esta ocasión hemos querido hablar con David Eslava, estudiante de doctorado de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), y doctorando industrial que lidera un nuevo proyecto en colaboración con esta universidad con un objetivo estratégico para la empresa: la urgencia de disponer de una infraestructura propia en computación cuántica, enfocada en el desarrollo de procesadores cuánticos (QPU) full-stack. Para aclarar el concepto, se trata de un procesador que integra todas las funciones necesarias para la computación cuántica en un único dispositivo, desde el hardware físico hasta el software que lo soporta.
Concretamente, Eslava trabaja en el desarrollo de una tecnología de microondas para procesadores cuánticos. Según nos explica, su implicación en este proyecto es una oportunidad única que lo sitúa en la frontera del conocimiento, contribuyendo a definir el futuro de la computación. Este reto no sólo plantea cuestiones científicas y tecnológicas hasta ahora inexploradas, sino que también abre la puerta a la creación de nuevas soluciones con el potencial de cambiar de manera radical cómo procesamos la información: "cada descubrimiento y avance en el desarrollo de la tecnología de microondas para ordenadores cuánticos es un pequeño paso hacia un futuro más prometedor y emocionante, y eso motiva profundamente mi dedicación a este proyecto innovador", comenta Eslava. Su participación en este proyecto le permite colaborar con expertos de diversas disciplinas, promoviendo así un entorno interdisciplinario tan relevante cuando hablamos de investigación colaborativa y aplicada.
Como se ha dicho antes, el proyecto de Qilimanjaro nace de la urgencia de una infraestructura propia en computación cuántica. Esta iniciativa, que involucra a físicos, ingenieros de software e ingenieros electrónicos de telecomunicaciones, está alineada con la visión de la empresa para construir una de las primeras generaciones de procesadores cuánticos comerciales Europeos. Pero Qilimanjaro no está sola en su carrera por construir el primer ordenador cuántico comercial, la competencia en este sector es feroz, con grandes corporaciones como IBM, Google y Microsoft invirtiendo grandes cantidades de dinero en investigación y desarrollo. Estas iniciativas indican un interés creciente en la computación cuantiosa en Europa, posicionando al continente como un jugador importante en el desarrollo y la aplicación de esta tecnología tan disruptiva a nivel internacional. De hecho, la UE considera la computación cuántica como una tecnología estratégica y está trabajando para desarrollar un "ecosistema cuántico de clase mundial".
En esta línea estratégica, España está tomando medidas significativas para convertirse en pionera en computación cuántica en el sur de Europa. El Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) y su colaboración con Qilimanjaro son uno de los ejemplos más significativos de estas iniciativas y colaboraciones estratégicas.
Aplicaciones prácticas de la computación cuántica
El concepto "cuántico" se ha convertido en un tema de moda, y se discute en muchos ámbitos. Por un lado, hay interpretaciones que, sin fundamento científico, intentan aplicar los principios y fenómenos observados en la escala cuántica (es decir, al mundo de las partículas subatómicas) a aspectos de la vida diaria o incluso a la conciencia humana. Por otro lado tenemos la física cuántica, que es el estudio científico de estos fenómenos, que ofrece una nueva manera de entender la naturaleza y tiene un gran impacto en nuestra comprensión de la realidad. Además, los descubrimientos en este campo científico tienen aplicaciones prácticas en tecnologías avanzadas que afectan a nuestra vida cotidiana.
Sobre las aplicaciones prácticas en el campo de la tecnología se puede escribir mucho: comunicaciones cuánticas, las resonancias magnéticas nucleares (RMN) basadas en la física cuántica, o la sensibilidad extrema de los sensores cuánticos, entre muchas otras. Pero en este artículo nos centramos en una de las diversas aplicaciones de la física cuántica: los ordenadores cuánticos.
Según la CEO de Qilimanjaro, un ordenador cuántico es un sistema de computación que hace uso de una lógica diferente a la de los ordenadores convencionales, usando sistemas muy pequeños (los qubits) que se rigen por las leyes de la mecánica cuántica. En primer lugar, es básico entender que un qubit (el bit cuántico) es la unidad básica de información en la computación cuántica. Es decir, sería el equivalente cuántico del bit clásico utilizado en los ordenadores convencionales. Si bien los ordenadores convencionales usan bits como unidad de información, que pueden ser 0 o 1, los qubits, en cambio, pueden ser 0, 1 o una superposición de ambos a la vez, gracias a la mecánica cuántica. Esto permite a los ordenadores cuánticos realizar ciertos cálculos mucho más rápidamente que los ordenadores tradicionales. También Eslava aún afina más la diferencia entre la computación cuántica y la computación clásica que la mayoría de nosotros conocemos: "los procesadores cuánticos utilizan propiedades cuánticas como la superposición y el entrelazamiento que permiten procesar y transmitir la información de manera radicalmente diferente y más eficiente que los procesadores clásicos".
La tecnología innovadora del proyecto, microondas para controlar los qubits
Qilimanjaro Quantum Tech se diferencia de la competencia por su innovadora tecnología de microondas para controlar los qubits, y precisamente esta es la línea de investigación del proyecto de David Eslava. Esencialmente, el proyecto trabaja en el desarrollo y validación de interfaces criogénicas de microondas para medir y controlar las unidades de procesamiento cuántico (QPU). Hablamos, pues, de dispositivos especializados que permiten enviar y recibir señales de microondas en los qubits, para controlar el estado de los qubits y hacer operaciones cuánticas.
Los procesadores cuánticos superconductores, núcleo de los ordenadores cuánticos, utilizan qubits basados en materiales superconductores. Para entender el concepto, nos podemos imaginar que las QPU son como los "cerebros" de los ordenadores cuánticos, y estas interfaces deben funcionar a temperaturas extremadamente bajas para evitar que los qubits pierdan su coherencia. Por otro lado, las interfaces criogénicas de microondas funcionan como conectores especializados que nos permiten interactuar con estas QPU, enviándoles señales y recibiendo respuestas de ellas. En definitiva, estas condiciones son necesarias para que los qubits, los componentes fundamentales de estos ordenadores cuánticos, funcionen correctamente.
El principal obstáculo en la comercialización de procesadores cuánticos superconductores es la fragilidad de la información cuántica. Los qubits son muy sensibles a las interferencias externas, por lo tanto, necesitan un entorno controlado, por ello Eslava trabaja en la fabricación de prototipos de QPU, diseñando y construyendo modelos de estas unidades de procesamiento cuántico para poder experimentar en estos entornos controlados, desarrollando métodos para su lectura, caracterización y calibración. La infraestructura desarrollada por Qilimanjaro Quantum Tech garantiza las condiciones óptimas para la operación de los qubits. Para poder controlar estos qubits, se utilizan pulsos de microondas a frecuencias alrededor de los 5 GHz, una tecnología similar a la que se utiliza en el 5G, pero con algunas modificaciones. Los pulsos de microondas se pueden usar para cambiar el estado de los qubits, por ejemplo, para hacerlos pasar de 0 a 1 o viceversa.
La aplicación práctica de la tecnología en la que trabaja Eslava con su proyecto
Según él mismo nos explica, Qilimanjaro está trabajando en conseguir algoritmos con el fin de optimizar servicios de logística, o incluso simular moléculas con qubits. En el primer caso, los ordenadores cuánticos pueden optimizar rutas de transporte, reduciendo costes y emisiones de CO₂, u optimizar la planificación de flotas, reduciendo el tiempo de inactividad y el consumo de combustible. En cuanto a la simulación de moléculas, los ordenadores cuánticos pueden simular el comportamiento de las moléculas a escala atómica, acelerando el desarrollo de nuevos medicamentos y materiales.
El proyecto de Qilimanjaro Quantum Tech S.L. representa un gran avance en la computación cuántica, con un potencial transformador en muchos ámbitos. Su tecnología innovadora, que combina microondas y computación cuántica, abre nuevas posibilidades en seguridad, logística, farmacéutica y muchos más sectores. Esta iniciativa pionera no sólo potencia el progreso tecnológico, sino que también establece nuevas bases para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas. La colaboración entre instituciones académicas, empresas de tecnología y entidades gubernamentales ha creado un ecosistema ideal para la innovación en este campo.
Los retos y descubrimientos que han surgido en el transcurso del proyecto demuestran el potencial de la computación cuántica para cambiar radicalmente la manera en que procesamos y utilizamos la tecnología. El futuro de esta tecnología es brillante y promete abrir nuevas fronteras en nuestro mundo.
