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El cambio climático es, sin duda, uno de los mayores retos a los que se enfrenta la humanidad hoy en día, y el tiempo para resolverlo se agota rápidamente.
Por supuesto, luchar contra el cambio climático y crear un planeta más verde no será una tarea fácil que pueda lograrse de la noche a la mañana. Sin embargo, gracias a los avances de la informática cuántica, parece que no se ha perdido toda esperanza.
Capaces de resolver problemas complejos, los ordenadores cuánticos ofrecen muchos casos de uso práctico para abordar el cambio climático. Entre ellos se incluyen el desarrollo de energías renovables, la predicción de cambios meteorológicos y la reducción de emisiones en las industrias automovilística y naval.
Este artículo explora estos casos de uso y ofrece consejos para desarrollar una estrategia eficaz de computación cuántica que pueda ayudar a las empresas a mejorar sus objetivos de sostenibilidad.
La informática cuántica desbloqueará herramientas para ayudar a combatir el cambio climático
Los ordenadores clásicos no son lo bastante potentes cuando se trata de resolver un problema polifacético y complejo como el cambio climático.
Pero los expertos creen que los ordenadores cuánticos, equipados con enormes cantidades de potencia de procesamiento y diseñados para manejar problemas complicados, son más adecuados para esta tarea.
David Pugh, director para la industria sostenible de Digital Catapult, explica que los ordenadores cuánticos representan un «avance significativo en términos de potencia de procesamiento y técnicas de aprendizaje automático» en comparación con los ordenadores clásicos.
Esto hace que los ordenadores cuánticos sean capaces de «crear prototipos y pruebas más precisas y realistas», lo que les permite «manejar conjuntos de datos mucho mayores» y «resolver retos más complicados que no son posibles con los ordenadores clásicos».
«Cuando se aplica al cambio climático, la informática cuántica es capaz, por tanto, de resolver retos complejos relacionados con el clima a un ritmo mucho más eficiente de lo que sería posible con otras áreas de la tecnología, debido a su potencia de cálculo y a su mayor precisión», continúa Pugh.
Una ventaja significativa de los ordenadores cuánticos es su «capacidad para simular sistemas cuánticos», según Nikhil Malhotra, CIO de Tech Mahindra. Por tanto, son capaces de facilitar «una comprensión más profunda de las interacciones moleculares» y están desempeñando «un papel fundamental en el avance de las tecnologías verdes», explica.
«Al modelizar intrincados procesos químicos y comportamientos materiales, los ordenadores cuánticos pueden revolucionar la optimización de las fuentes de energía renovables y los sistemas de distribución de energía», afirma. «Su destreza para resolver problemas complejos les permite idear soluciones óptimas para los intrincados retos logísticos asociados a los esfuerzos de mitigación climática».
Emocionantes casos de uso ecológico
Aunque la computación cuántica es un campo técnico en evolución, ya cuenta con algunos casos de uso interesantes para abordar el cambio climático.
Mediante la optimización, Pugh afirma que las empresas pueden utilizar la informática cuántica para ser más sostenibles y alcanzar sus objetivos de cero emisiones netas.
«Esto podría incluir la optimización de una red energética para conseguir flexibilidad, la optimización de una cadena de suministro para reducir los desplazamientos, o la optimización de los modelos climáticos existentes para reflejar mejor los cambios en tiempo real y predecir con precisión las mitigaciones climáticas.»
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Malhotra cree que los ordenadores cuánticos repercutirán en la conversación sobre el medio ambiente de varias maneras, debido a su capacidad para optimizar «procesos que consumen muchos recursos».
Entre ellos, «perfeccionar algoritmos para la producción de energías renovables» y «elevar la eficacia de las tecnologías de captura de carbono ».
Y añade:
«Los algoritmos cuánticos tienen el poder de transformar completamente los retos de optimización, racionalizando las cadenas de suministro y la asignación de recursos, reduciendo en última instancia la huella ecológica en diversas industrias.»
Los científicos también pueden utilizar los ordenadores cuánticos para descubrir nuevos materiales «con propiedades para el almacenamiento y la conversión de energía», afirma Malhotra. Y prosigue: «Esta innovación es fundamental para desarrollar tecnologías sostenibles que apuntalen la transición hacia una economía baja en carbono.»
Nils Anton Berglund, responsable de alianzas estratégicas de Kvantify, espera que los ordenadores cuánticos mejoren la sostenibilidad en varios sectores. Dice que la industria química puede aprovechar los ordenadores cuánticos para optimizar «las enzimas utilizadas en la captura de carbono que se venden a los grandes contaminadores para reducir sus emisiones de CO2».
«Más en este espacio incluye el desarrollo de enzimas mejoradas para el detergente de la ropa con el fin de reducir la liberación de microplásticos de la ropa, reducir las necesidades de agua y bajar las temperaturas de lavado necesarias sin perder eficacia», afirma.
Berglund dice que los ordenadores cuánticos también podrían permitir a la industria del automóvil desarrollar «catalizadores de eficacia probada para reducir las emisiones de los coches». Y las empresas navieras podrían reducir sus emisiones de carbono «ejecutando problemas de optimización de rutas muy complejos», añade.
Los avances de la informática cuántica prometen transformar áreas como la previsión meteorológica y la modelización del clima. Kelly Indah, experta en tecnología y analista de seguridad de Increditools, lo explica:
“Al manejar grandes cantidades de información con rapidez, puede mejorar las previsiones y los modelos. Conocer mejor los patrones meteorológicos y los fenómenos extremos ayuda en los planes sobre el cambio climático».
Christoph Cemper, fundador y director general de AIPRM, afirma que la computación cuántica puede ayudar a las personas y a las organizaciones a «utilizar la energía de forma más inteligente» y a resolver «problemas energéticos difíciles». Utiliza el ejemplo del control y la planificación del tráfico en las ciudades inteligentes.
Dice: «Ahora mismo hay que tener en cuenta muchos datos de sensores, semáforos y coches. De este modo, la computación cuántica puede ayudar a reducir el tráfico y los tiempos de viaje, lo que también significa menos contaminación por los coches.»
La informática cuántica y el clima: Pasos prácticos
Los ordenadores cuánticos ofrecen muchos casos de uso diferentes para la sostenibilidad, pero ¿qué pasos prácticos hay que dar para aprovechar la informática cuántica en la lucha contra el cambio climático?
Malhotra dice que esto requiere «un enfoque estratégico y metódico». Las organizaciones deben invertir primero en iniciativas de investigación y desarrollo, según Malhotra.
Deben dar prioridad a la «adaptación de los algoritmos existentes y a la creación de nuevos algoritmos cuánticos adaptados al modelado, la simulación y la optimización medioambientales». Y añade: «Esencial para este esfuerzo es la colaboración con instituciones de investigación y expertos en computación cuántica, forjando asociaciones que son fundamentales para el éxito.»
En segundo lugar, Malhotra afirma que las organizaciones deben establecer «una sólida infraestructura de computación cuántica» que incluya «componentes tanto de hardware como de software». Explica que esta etapa requerirá la adopción o el desarrollo de procesadores cuánticos. Otros pasos son «garantizar su escalabilidad» y «crear un entorno de programación propicio».
Por último, Malhotra recomienda que las organizaciones sigan una «estrategia de implantación por fases», empezando por un proyecto piloto para validar «la eficacia de la computación cuántica para abordar problemas relacionados con el clima».
Las organizaciones deben hacer un seguimiento con «evaluaciones periódicas y ajustes flexibles» para «garantizar la alineación con la evolución del panorama tecnológico y medioambiental». Y añade: «Siguiendo estos pasos, las organizaciones pueden aprovechar la informática cuántica como herramienta eficaz en el esfuerzo global por mitigar el cambio climático.»
Utilizar la informática cuántica para mejorar la sostenibilidad depende de «datos bien formateados, ordenados y limpios», según Pugh. Y lo explica: «En Digital Catapult, seguimos explorando el impacto de los datos deficientes en el rendimiento comercial, y una de las razones por las que la inteligencia artificial (IA) y el aprendizaje automático (AM) aún no están ofreciendo todo lo que se creía posible para la industria es porque la calidad de los datos en muchos sectores sigue siendo deficiente.»
Berglund afirma que el apoyo gubernamental es vital para fomentar la innovación en toda la industria de la computación cuántica. Lo explica a Techopedia:
«Estamos viendo pruebas de ello en el reciente anuncio de Dinamarca de la segunda parte de su agenda cuántica, el anuncio ayer del Reino Unido de sus cinco misiones críticas en cuántica, así como la financiación anunciada anteriormente en EE.UU., Francia y Alemania».
Según Berglund, aumentar la concienciación y la comprensión públicas de la tecnología de la computación cuántica es también crucial para desbloquear sus enormes beneficios para la sostenibilidad.
«Necesitamos que más personas que pasan hoy por la universidad comprendan la tecnología y cómo se aprovechará para garantizar una sólida cadena de suministro de personal para la industria», afirma Berglund.
«A un nivel superior, necesitamos educación en las salas de juntas y para los ejecutivos que trabajan en industrias que podrían beneficiarse de trabajar con la industria cuántica, pero que no comprenden el impacto que tendrá la tecnología.»
Lo esencial
Combatir el cambio climático es esencial para garantizar un planeta sano para las generaciones y especies futuras. Y aunque no será fácil, es ciertamente alentador que tecnologías como la computación cuántica ofrezcan muchas respuestas y soluciones.
Sin duda, veremos surgir muchos nuevos casos de uso de la computación cuántica en un futuro próximo.
Para que esto ocurra, las organizaciones deben seguir experimentando con esta tecnología mediante la investigación y el desarrollo. Los gobiernos también pueden ayudar al progreso de la industria facilitando financiación para la I+D en computación cuántica.
