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El Barcelona Supercomputing Center (BSC) ha iniciado los trabajos de coordinación del proyecto Quantum Spain, que prevé la construcción e instalación del primer ordenador cuántico basado en tecnología europea. El objetivo estratégico del proyecto Quantum Spain, aprobado por el Consejo de Ministros, es crear un ecosistema sólido de computación cuántica en España.

Quantum Spain agrupa a 25 universidades y centros de infraestructuras y supercomputación, de 14 comunidades autónomas y será gestionada por el BSC, como nodo principal de la Red Española de Supercomputación (RES). La coordinadora del proyecto será la doctora en computación cuántica Alba Cervera, investigadora del BSC.

El Scayle (Supercomputador de Castilla y León) con sede en el campus de Vegazana es una de las patas de este proyecto. La construcción de un ordenador cuántico que se instalará en la sede del BSC y que se irá equipando progresivamente con chips de distintas generaciones y número de qubits el eje, apunta Vicente Matellán, director del Scayle. El supercomputador cuenta con una financiación de 18,5 millones de euros.

La Red Española de Supercomputación, coopera en la creación de este ecosistema cuántico. El Supercomputador de Castilla y León (Scayle) —conocido como Caléndula en León— y el de Galicia (Sesga) reciben un millón de euros (medio millón cada uno) para proporcionar el acceso al mundo científico a través de sendos simuladores mientras se construye e instala el ordenador cuántico.

El proyecto forma parte de la Estrategia Nacional de Inteligencia Artificial (Enia) para introducir la comuniación y computación cuántica, así como el cloud y el edge computing.

El qubit es la unidad básica de la computación cuántica y el proyecto Quantum Spain utilizará qubits basados en tecnología de circuitos superconductores. La construcción del hardware se llevará a cabo en colaboración con empresas especializadas en este sector emergente.

La previsión es que el ordenador tendrá un primer chip de dos qubits operativo a finales de 2022 e irá incorporando progresivamente nuevas versiones de chips, hasta llegar a los 20 qubits en 2025. «El objetivo de Quantum Spain no es competir con otros ordenadores cuánticos en número de qubits. Queremos calidad antes que cantidad. Este es un proyecto realista que apuesta por tener una poderosa computadora cuántica, pero no a costa de sacrificar esas propiedades cuánticas que la hacen especial. El objetivo es tener un dispositivo funcional y de calidad que sea útil y pueda utilizarse para resolver problemas reales en un futuro próximo. Queremos que sea de utilidad para España el desarrollo de algoritmos propios, para potenciar su uso transversal tanto para la investigación como para las empresas y para formar a los futuros usuarios de esta tecnología», afirma el BSC.

La creación de un ecosistema sólido de computación cuántica en España, aprovechando y potenciando el talento de los investigadores locales expertos en esta tecnología busca el desarrollo de algoritmos ánticos útiles aplicables a problemas reales de los usuarios, tanto empresas como entidades públicas.

Otro objetivo es crear un sistema de acceso remoto en la nube para permitir que la industria y el sector público experimenten con nuevos algoritmos cuánticos. Además, incorpora un programa de formación para incrementar las capacidades de los usuarios potenciales de la computación cuántica y para que todos los nodos de la Red Española de Supercomputación (RES) sean capaces de dar servicio a los futuros usuarios de estas tecnologías.

La computación cuántica tiene aplicaciones potenciales en IA, química cuántica, finanzas, optimización de procesos de la cadena de producción, criptografía, ciberseguridad, logística y en muchos problemas que requieren intensas necesidades computacionales. Actualmente, es una de las áreas de investigación y desarrollo en las que se está llevando a cabo una carrera internacional más intensa y diferentes países ya han anunciado planes para la obtención de ordenadores basados en tecnologías cuánticas.

Una de las peculiaridades del compromiso de Quantum Spain es que no pretende sumarse a esta carrera comprando hardware de terceros países y apuesta por el desarrollo de tecnología propia, para limitar la dependencia y mantener el máximo grado posible de soberanía tecnológica y económica.

El programa del Quantum Enia está alineado con el compromiso europeo con la computación cuántica, a través de la alianza EuroHPC Joint Undertaking, que promueve las capacidades europeas en supercomputación. El objetivo de la Comisión y de los países en su conjunto es proporcionar a los usuarios europeos de HPC ordenadores cuánticos integrados en los grandes centros de supercomputación, como el BSC. Esto coincidirá con la creciente demanda de este tipo de informática por parte de la industria y el mundo y fomentará la aparición de aplicaciones de casos de uso reales en Europa.

Otra de las prioridades del proyecto es promover sinergias entre las tecnologías cuánticas y la inteligencia artificial —campo conocido como ‘Quantum Machine Learning’ —, aprovechando las características de las infraestructuras cuánticas para facilitar el proceso de entrenamiento de determinados algoritmos de deep learning.

Este proyecto, impulsado por la Secretaría de Estado de Digitalización e Inteligencia Artificial (Sedia) del Ministerio de Economía y Transformación Digital, se enmarca en el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia y medida 15 de la Estrategia Nacional de Inteligencia Artificial (Enia), avanzando así también en la implementación de la agenda España Digital 2025.

Esta tecnología debe servir para «resolver los problemas desde otro punto de vista», puesto que la mecánica cuántica estudia sistemas atómicos y subatómicos, que son las partículas prácticamente más pequeñas imaginables.

El director del Scayle señala que Quantum Spain es «un proyecto importante que se alinea con la estrategia del desarrollo cuántico». El Supercomputador de Castilla y León contará con otro proyecto de comunicaciones cuánticas «más grande y exclusivo» con aplicaciones de ciberseguridad a partir de un convenio que firmará esta semana el Ministerio de Ciencia e Innovación.

La era cuántica entra en León con fuerza a través de este centro ubicado en el campus de Vegazana que está en conexión con todos los demás supercomputadores de España a través de la Red Española de Supercomputación.

En Castilla y León se ha creado RedCayle. Los campus de Zamora, Ávila y Béjar están conectadas al de Salamanca; las de Palencia, Segovia y Soria con el de Valladolid y la conexión de Ponferrada con León se realizan actualmente a través de circuitos de 10 Gbps.