L’era quàntica: de la recerca a les aplicacions que transformaran la indústria

La carrera en tecnologies quàntiques ha deixat de ser una promesa llunyana per convertir-se en un dels grans taulers estratègics de la pròxima dècada. El que fins fa pocs anys avançava gairebé exclusivament en entorns acadèmics i laboratoris especialitzats comença ara a prendre forma en infraestructures, projectes industrials i noves capacitats digitals amb impacte real. Computació quàntica, comunicacions quàntiques, sensòrica avançada i criptografia postquàntica evolucionen a ritmes diferents, però comparteixen un mateix horitzó: redefinir com protegim la informació, processem dades i construïm la pròxima generació d’infraestructures digitals.

L’interès no deixa de créixer. Governs, centres de recerca i grans companyies tecnològiques competeixen per liderar un ecosistema que avança ràpidament des de la recerca bàsica cap a aplicacions concretes. En tot just uns anys, el debat ha passat de preguntar-se si aquestes tecnologies serien viables a quan començaran a transformar sectors sencers.

Europa ha entès aquesta evolució com una qüestió estratègica. Iniciatives com «Quantum Flagship», «EuroHPC» i «EuroQCI» reflecteixen una aposta per enfortir la sobirania tecnològica europea i reduir la dependència de capacitats crítiques desenvolupades fora del continent. L’objectiu va més enllà de l’avanç científic: es tracta d’assegurar infraestructures digitals resilients, protegir comunicacions sensibles i garantir que Europa tingui un paper protagonista en una revolució tecnològica d’abast global.

L’evolució ja és visible. Els primers desenvolupaments experimentals han donat pas a plataformes més estables, xarxes pilot de comunicacions quàntiques, entorns híbrids de supercomputació i noves estratègies de protecció criptogràfica davant d’amenaces futures. El seu impacte potencial arriba a sectors com la indústria, la salut, la defensa, l’espai o les infraestructures crítiques.

Juntament amb les oportunitats, emergeix també un desafiament ineludible: la seguretat digital. La capacitat futura de certs ordinadors quàntics per comprometre algorismes criptogràfics actuals està impulsant una transició global cap a estàndards nous de protecció. La criptografia postquàntica ha deixat de ser un exercici teòric per convertir-se en una prioritat per a les organitzacions que necessiten garantir la confidencialitat de les seves dades durant les dècades vinents.

És precisament en aquest context on companyies amb experiència en integració de sistemes crítics, programari avançat, espai, defensa i ciberseguretat estan cridades a exercir un paper clau. Aquest és el marc en què se situa GMV, que porta anys desenvolupant capacitats en computació quàntica aplicada, comunicacions quàntiques i preparació davant de l’impacte que aquestes tecnologies tindran sobre la ciberseguretat.

Més que una tecnologia, noves capacitats

Sota el terme «tecnologies quàntiques» conviuen desenvolupaments molt diversos, amb aplicacions i graus de maduresa diferents. La computació quàntica és probablement la més coneguda pel seu potencial per abordar problemes d’optimització, simulació o modelatge difícils de resoldre mitjançant computació convencional. No obstant això, l’escenari més probable no passa per substituir els sistemes actuals, sinó per complementar-los mitjançant arquitectures híbrides que integrin supercomputació, intel·ligència artificial i capacitats quàntiques.

En paral·lel, les comunicacions quàntiques obren la porta a una nova generació de xarxes capaces de protegir informació sensible amb nivells de seguretat sense precedents. Tecnologies com la distribució quàntica de claus (QKD) permeten reforçar la protecció de les transmissions en àmbits especialment sensibles, des de defensa i espai fins a infraestructures governamentals i crítiques.

A això se suma la criptografia postquàntica, que busca protegir els sistemes actuals contra futurs atacs quàntics capaços de comprometre els algorismes que avui sostenen Internet i les comunicacions digitals. L’amenaça coneguda com harvest now, decrypt later —interceptar avui informació xifrada per desxifrar-la en el futur— ha accelerat la necessitat de planificar la migració cap a esquemes resistents a atacs quàntics.

Entendre aquesta diversitat és important per separar expectativa i realitat. No totes aquestes tecnologies evolucionen al mateix ritme ni persegueixen els mateixos objectius. El repte consisteix a identificar quins comencen a generar valor tangible i quins marcaran el futur de la indústria, les comunicacions i la ciberseguretat.

Europa: de l’excel·lència científica a la sobirania tecnològica

La rellevància d’aquestes tecnologies respon també a un context geopolític en el qual els Estats Units, la Xina i Europa competeixen pel lideratge en capacitats que seran decisives per a l’economia, la defensa i la seguretat.

En el cas europeu, l’aposta combina inversió en recerca, desplegament d’infraestructures i construcció d’un ecosistema industrial propi. Iniciatives com EuroHPC, destinada a impulsar la supercomputació europea, o EuroQCI, orientada a construir una infraestructura continental de comunicacions quàntiques segures, són exemples d’aquesta estratègia. El desafiament consisteix a transformar l’excel·lència científica en capacitat industrial, estàndards, talent i aplicacions reals.

Espanya també reforça el seu posicionament en aquest àmbit. La creació d’associacions com SQuA (Spanish Quantum Alliance), de la qual GMV forma part, reflecteix la voluntat d’articular un ecosistema nacional més coordinat, capaç de connectar empresa, recerca i innovació aplicada i contribuir amb més pes a l’estratègia europea.

La intensitat d’aquesta carrera es reflecteix igualment en els anuncis d’inversió pública i privada realitzats en els últims anys. La competència ja no es juga únicament al laboratori, sinó també en la capacitat per industrialitzar, integrar i escalar aquestes tecnologies dins d’ecosistemes propis.

De la recerca al desenvolupament

La computació quàntica comença a deixar enrere la fase purament experimental per endinsar-se en un terreny més tangible: el dels casos d’ús reals. L’objectiu ja no és imaginar ordinadors quàntics substituint els sistemes actuals, sinó identificar en quins problemes concrets poden aportar avantatges juntament amb la supercomputació i la intel·ligència artificial.

GMV porta treballant de manera sostinguda amb aquesta tecnologia des del 2021. Durant aquests anys, la companyia ha contribuït a l’estat de l’art i ha desenvolupat una visió precisa sobre les capacitats reals que ofereix avui aquesta tecnologia: què es pot fer ja amb sentit, què continua depenent de l’evolució del maquinari i quines aproximacions intermèdies permeten obtenir valor des d’ara.

Un dels àmbits on aquesta evolució resulta més visible és el de l’optimització i la simulació avançada. La computació quàntica s’està explorant per millorar la planificació de rutes, la gestió de recursos o el modelatge de materials i molècules. El seu potencial resideix en la capacitat d’abordar problemes amb una complexitat que creix de manera exponencial, especialment quan es combina amb la supercomputació i la intel·ligència artificial en entorns híbrids.

Les aplicacions potencials abasten sectors molt diversos. En salut, les simulacions quàntiques podrien accelerar el desenvolupament de medicaments nous. En energia, finances, logística, espai o defensa, aquestes tecnologies comencen a utilitzar-se per resoldre problemes complexos d’optimització, simulació i predicció.

En aquest context se situa CUCO, un dels projectes més representatius de l’ecosistema quàntic espanyol, finançat pel CDTI sota el lideratge de GMV. La iniciativa ha permès desenvolupar i validar algorismes quàntics i d’inspiració quàntica aplicats a sectors estratègics. Entre els casos d’ús treballats figuren models per identificar plantes fotovoltaiques en imatges satel·litàries, predir el vent, valorar derivats financers o dissenyar catalitzadors nous.

A aquesta línia se suma el projecte Q-MIND, orientat a la convergència entre computació quàntica, intel·ligència artificial i processament avançat d’informació. Aquest tipus d’iniciatives respon a una de les tendències més clares del sector: la computació quàntica avança com una capacitat complementària dins de fluxos híbrids de simulació, anàlisi i optimització.

L’experiència acumulada per GMV també ha permès consolidar relacions amb actors rellevants de l’ecosistema quàntic, entre ells, proveïdors de maquinari quàntic com IBM i D Wave, plataformes especialitzades com QCentroid i entorns d’emulació quàntica com OVH Cloud. En un moment en què l’accés a maquinari quàntic real continua sent un factor diferencial, centralitzar i coordinar els esforços interns resulta especialment important per accelerar el pas des de l’exploració tecnològica cap a aplicacions concretes.

Aquesta visió es reflecteix també en la participació de GMV en la integració d’un ordinador quàntic a MareNostrum 5, on ha aportat infraestructura de sistemes clàssics i xarxes, així com serveis d’accés remot i suport a usuaris, dins d’un entorn tecnològic íntegrament europeu.

Tot això ha permès adoptar una visió realista sobre l’estat actual de la tecnologia. Algunes aproximacions, com els sistemes d’optimització basats en annealers (ordinadors quàntics especialitzats a resoldre problemes d’optimització), comencen a oferir resultats prometedors en determinats problemes. Altres línies, com el quantum machine learning, mantenen un enorme potencial, tot i que encara depenen d’una evolució significativa del maquinari disponible. En paral·lel a aquestes, els enfocaments d’inspiració quàntica, com les xarxes tensorials, constitueixen una altra eina rellevant per abordar problemes complexos des de la computació clàssica avançada.

Aquest enfocament ja s’està traslladant a iniciatives internes concretes. GMV col·labora amb diferents equips per avaluar fins a quin punt determinades limitacions actuals poden abordar-se mitjançant nous enfocaments quàntics o d’inspiració quàntica. L’objectiu és identificar problemes en què aquestes capacitats puguin aportar avantatges reals i generar valor tangible.

Comunicacions quàntiques: protegir la informació crítica

L’avanç de les tecnologies quàntiques no es limita a la capacitat de càlcul. Les comunicacions quàntiques s’han convertit en una de les àrees amb major projecció estratègica, especialment en sectors on la protecció de la informació resulta crítica.

En aquest àmbit, QKD emergeix com una de les tecnologies més madures. El seu objectiu és permetre intercanvis d’informació capaços de detectar qualsevol intent d’intercepció. Sobre aquesta base se situa QuKee, la solució de GMV orientada a reforçar la seguretat de les comunicacions mitjançant tecnologies quàntiques.

Aquesta visió es reforça amb l’aliança estratègica entre GMV i LuxQuanta, centrada a accelerar el desplegament de capacitats QKD a Europa. La col·laboració combina l’experiència de GMV en ciberseguretat, gestió de claus i sistemes espacials amb la tecnologia desenvolupada per LuxQuanta per a xarxes terrestres de fibra òptica. L’objectiu és avançar cap a un ecosistema integrat de comunicacions quàntiques segures alineat amb iniciatives europees com EuroQCI.

Les aplicacions de les tecnologies quàntiques no només aporten beneficis a la Terra, sinó que també estan transformant l’espai. Algunes porten dècades entre nosaltres,

encara que de manera discreta: un bon exemple són els rellotges atòmics instal·lats en els sistemes globals de navegació per satèl·lit (GNSS) com Galileo, que es basen en principis de la física quàntica i permeten determinar posicions en el nostre planeta amb gran precisió.

Altres avenços ja són una realitat. Els làsers, clàssics exponents de la tecnologia quàntica, comencen a exercir un paper clau en les comunicacions espacials gràcies als enllaços òptics entre satèl·lits —els anomenats intersatellite links— i a les estacions de seguiment en terra. Aquestes solucions acceleren la transmissió d’informació i garanteixen comunicacions més segures i eficients. GMV participa en aquesta revolució tecnològica mitjançant la seva contribució a projectes europeus de referència com HydRON, per demostrar una xarxa de comunicació òptica entre satèl·lits i la Terra; o EDRS, per establir una xarxa de comunicació làser d’alta velocitat i amb capacitat de retransmissió entre satèl·lits i estacions terrestres.

La nova generació de tecnologies quàntiques espacials va encara més enllà i es fonamenta en fenòmens propis de la física quàntica com són l’entrellaçament, la superposició o l’efecte túnel. En aquest camp destaquen els projectes Eagle-1 (des d’una òrbita baixa situada a uns 700 km de la Terra), Caramuel (des d’una òrbita geoestacionària situada a 36.000 km de la Terra) i SAGA, la constel·lació EuroQCI (infraestructura europea de comunicació quàntica) de la Comissió Europea, en els quals també participa GMV i que estan centrats en la distribució quàntica de claus (en anglès, Quantum Key Distribution o QKD).

També en l’àmbit de la navegació i la sincronització s’obren nous camins. El projecte QUANTICO combina tècniques de mesurament quàntic amb distribució quàntica de claus per dissenyar sistemes més resistents a interferències. GMV ja ha desenvolupat un prototip capaç d’assolir precisions de fins a 6 cm sense dependre dels sistemes globals de navegació per satèl·lit (GNSS) tradicionals.

Finalment, cal esmentar el projecte CARIOQA, que explorarà el mesurament ultraprecís des de l’espai mitjançant sensors quàntics. L’objectiu: desplegar en òrbita un acceleròmetre quàntic capaç de detectar i analitzar minúscules variacions en el camp gravitatori terrestre.

Preparar-se avui per a la seguretat postquàntica

Encara que la computació quàntica pràctica a gran escala encara ha de superar importants reptes tècnics, la seva evolució planteja ja un desafiament directe per a la ciberseguretat. Alguns dels sistemes criptogràfics que avui protegeixen les nostres comunicacions, transaccions i dades podrien quedar compromesos en el futur davant la capacitat dels ordinadors quàntics més avançats.

La transició cap a la criptografia postquàntica ja no es percep com una qüestió exclusiva de recerca, sinó com un requisit de resiliència i protecció a llarg termini per a organitzacions que gestionen informació sensible o infraestructures crítiques.

En aquest context sorgeix una nova generació d’algorismes dissenyada per resistir futurs atacs quàntics. L’evolució dels estàndards internacionals confirma que aquesta migració ja no és una qüestió teòrica, sinó una necessitat real per a organitzacions públiques i privades.

El repte no consisteix únicament a substituir algorismes. Implica revisar arquitectures, adaptar sistemes, garantir la criptoagilitat i planificar una transició ordenada en sectors on la confiança, la disponibilitat i la protecció de la informació són elements essencials.

Preparar-se per a un canvi d’escala

En els pròxims anys veurem avançar les primeres aplicacions híbrides de computació quàntica amb computació d’alt rendiment (en anglès, High-Performance Computing o HPC) i intel·ligència artificial, el desplegament progressiu de comunicacions quàntiques segures i una acceleració de la transició cap a la criptografia postquàntica. Tot apunta a un escenari en què diferents tecnologies quàntiques aniran guanyant pes de manera desigual, però sostinguda, en sectors industrials i estratègics.

La qüestió ja no és si aquestes capacitats tindran impacte, sinó quines organitzacions estaran preparades per transformar-les en solucions útils, segures i operatives. Per a Europa, això implica convertir l’excel·lència científica en sobirania tecnològica. Per a GMV, suposa continuar contribuint a aquesta transició des d’una posició clara: combinar visió tecnològica, capacitat d’integració i orientació a aplicacions de valor real.

També implica una altra cosa: obrir aquesta conversa al conjunt de la companyia. Detectar a temps els problemes que podrien beneficiar-se d’aquestes tecnologies serà una part essencial de l’avantatge competitiu en els anys vinents. Perquè en l’era quàntica, la diferència no la marcarà només qui domini la tecnologia, sinó qui sigui capaç d’identificar, abans que ningú, on pot generar un impacte real.