Vigo diseña las tecnologías cuánticas del futuro: «Nuestra visión es generar retorno a la sociedad»

Cuando la miniaturización de los chips alcance su límite, al nivel de los átomos, las leyes de la física clásica dejarán de ser válidas y entrarán en juego las de la mecánica cuántica. Unas nuevas reglas que harán posible que las comunicaciones sean totalmente seguras o resolver en segundos problemas que a un ordenador convencional le llevarían años. Y muchas otras aplicaciones aún por descubrir y que tendrán impacto en nuestro día a día. Lo que hace unos años eran solo teorías han comenzado a traducirse en tecnologías y el VQCC se sitúa desde Vigo en la punta de lanza de esta investigación a nivel internacional y con vocación de generar retorno para la sociedad gallega y española.

El centro de la Universidad de Vigo, adscrito a atlanTTic, arrancó su actividad hace cuatro años gracias al Plan Complementario de Comunicaciones Cuánticas impulsado por el Gobierno y las autonomías. Y desde entonces ha sido capaz de captar 13 millones de euros a través de proyectos de investigación europeos y nacionales, así como contratos de transferencia.

Su equipamiento científico, que alcanza los 6,5 millones de inversión y le permite «competir con cualquier otro centro internacional de alto nivel», se completa con una infraestructura singular como es la línea de comunicación cuántica más larga de España, que une desde el pasado octubre al VQCC vigués con el Centro de Supercomputación de Galicia (Cesga), en Santiago. Y además añadirá en unos meses una Estación Óptica Terrena en el campus de As Lagoas-Marcosende, que estará equipada con un telescopio para el estudio de las comunicaciones cuánticas vía satélite.

El Vigo Quantum Communication Center (VQCC) abre por primera vez las puertas de sus laboratorios

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Marcos Curty, director del VQCC e investigador en este ámbito desde finales de los 90, subraya el impacto que tendrá esta apuesta por la investigación experimental: «En la UVigo y en Galicia tenemos una larga tradición en investigación teórica, sobre todo, porque para hacer experimentos se necesita financiación y equipos caros. Y en este tiempo, muchas de nuestras propuestas han dado lugar a experimentos en laboratorios internacionales y también a tecnologías que son parte de productos comerciales que ya se están utilizando. Pero ahora podemos desarrollarlas y generar patentes aquí sin tener que salir fuera».

La plantilla actual está integrada por 20 investigadores, 13 doctores y 7 predoctorales, y hasta final de año se incorporarán, al menos, otros cinco. La mitad son extranjeros, suman siete nacionalidades –Portugal, Italia, Suiza, Alemania, Austria, Rusia e India–, y varios de ellos son expertos sénior que dejaron instituciones de prestigio en sus respectivos países para liderar laboratorios en Vigo.

Una decisión a la que contribuyó la reputación y la visibilidad de la UVigo forjada por Curty en la comunidad científica internacional. «Además de potenciar el talento local, desde el principio buscamos un ambiente muy internacional porque es sumamente enriquecedor», destaca.

El centro cuenta con cinco grupos de investigación. El más reciente, el de Computación Cuántica Óptica, surge también de la colaboración con el Cesga a través de un convenio que la UVigo y la Xunta firmaron el pasado enero. Y se prevé que esté plenamente operativo después del verano con nuevo equipamiento científico.

«El objetivo que buscamos a largo plazo con este laboratorio es poder tener un ordenador cuántico desarrollado con tecnología gallega y que podamos tanto utilizarlo aquí como venderlo fuera»

«El Cesga adquirió hace dos años un computador cuántico de Fujitsu que en este momento es uno de los más potentes de Europa. El objetivo que buscamos a largo plazo con este laboratorio es poder tener un ordenador cuántico desarrollado con tecnología gallega y que podamos tanto utilizarlo aquí como venderlo fuera. Es un primer paso en esa dirección. Y, a corto y medio plazo, crearemos procesadores cuánticos que puedan resolver problemas de optimización complicados para un ordenador clásico y que ya tengan aplicaciones directas en la industria, por ejemplo, en logística», detalla Curty.

En el grupo de Tecnología en Comunicaciones Cuánticas, liderado por el suizo Hugo Zbinden y el italiano Davide Rusca, buscan sistemas que garanticen la plena seguridad y desarrollan transmisores, receptores y otros elementos que se aplican en fibra óptica.

«Todos los métodos de criptografía que utilizamos actualmente para proteger nuestras comunicaciones pueden ser vulnerables en algún momento con nuevas tecnologías. Las comunicaciones cuánticas resuelven este problema y buscamos tecnologías que sean totalmente seguras», explica.

La compostelana Antía Lamas dirige el grupo de Tecnologías Cuánticas Vía Satélite. Se complementa con el anterior porque también se centra en la seguridad, además de abordar la sincronización de relojes, pero en este caso la comunicación tiene lugar a través del espacio libre.

El experto internacional ruso Vadim Makarov lidera el laboratorio de Certificación y Hackeo, que está especializado en detectar y resolver vulnerabilidades: «Estos sistemas son totalmente seguros pero a la hora de construirlos, algo que no es tan sencillo, pueden surgir problemas».

Por su parte, Curty es el responsable del grupo de Teoría de la Comunicación Cuántica. «En los últimos 26 años he trabajado en el diseño de protocolos de seguridad que ahora están en muchos productos comerciales. Y ahora colaboramos mucho con el laboratorio de Hackeo para hacer demostraciones que tengan en cuenta las imperfecciones reales que tienen lugar cuando se implementan estos dispositivos », apunta.

El VQCC tiene, en estos momentos, 12 proyectos activos. Cuatro nacionales, siete europeos y otro con la ESA. «Prácticamente estamos en todas las iniciativas relevantes que hay actualmente en tecnologías y comunicaciones cuánticas», destaca su director.

Tras la finalización del plan complementario en diciembre, el Gobierno ha lanzado el Hub en Comunicaciones Cuánticas y, en este marco, el centro de la UVigo desplegará su telescopio en el campus. Además, la empresa Thales Alenia Space España trabaja, con fondos del CDTI, en el lanzamiento de un satélite de órbita alta para usos comerciales y la seguridad es responsabilidad del VQCC.

Misión SAGA de la ESA

Los investigadores vigueses también tienen un «papel relevante» en otro satélite para comunicaciones cuánticas, en este caso, de órbita baja, y para aplicaciones gubernamentales dentro de la misión SAGA de la Agencia Espacial Europea (ESA). «Está pensado para manejar información restringida, clasificada. Y además de ocuparnos de la prueba de seguridad, comprobaremos la robustez del sistema frente a posibles intentos de vulnerabilidad», avanza Curty.

El VQCC coordina una red Marie Curie en la que por primera vez se reúnen los principales líderes europeos de dos campos que se han desarrollado en paralelo y con ciertas fricciones, las comunicaciones cuánticas y la criptografía postcuántica. Y dentro del proyecto europeo Nostradamus desarrollan herramientas para la certificación de los sistemas de comunicaciones cuánticas.

También son parte de la futura red europea (EuroQCI) que la Comisión quiere desplegar como ya han empezado a hacer China o Corea. La primera fase se desarrolló a nivel nacional y en ella se enmarca el nodo cuántico entre el VQCC y el Cesga. Y este año arranca el IberianQCI para unir a España con Portugal.

«Se desplegará una red de fibra óptica desde Lisboa hasta Vigo. Y la comunicación desde la capital lusa con Madrid y Barcelona será vía satélite. El proyecto empieza en 2026 y tiene una duración de cuatr años. Nuestro nodo con Santiago es un banco de pruebas para que las empresas puedan conocer y testar tecnologías en un tramo de fibra real en lugar de hacer experimentos en el laboratorio. Y formar parte de esta red ibérica y europea nos ofrece muchísimas posibilidades», celebra Curty.

– ¿Qué supone para Vigo y para Galicia tener un centro como el VQCC?

– Cuando empecé a trabajar en comunicaciones cuánticas el campo era más una curiosidad teórica o académica. Era muy pionero e incipiente y se veían muchas perspectivas de lo que se podría llegar a hacer, pero todavía no había tecnología. En los últimos 6-7 años se ha acelerado porque se ha visto su potencial, han llegado grandes inversiones de dinero y ya se pueden hacer muchas de las cosas que pensábamos hace 20 años. La peculiaridad del VQCC es que hemos apostado por la parte experimental. Los fondos del plan complementario se utilizaron fundamentalmente en tecnología y para atraer talento que haga investigación de excelencia en Galicia y con impacto. Eso es lo que a su vez, nos da acceso a más financiación, más proyectos y más talento. Es un círculo virtuoso. Tengo la sensación de que el Gobierno ha apostado muchísimo por cambiar el modelo productivo español con los planes complementarios y el VQCC es una iniciativa en ese sentido, para que no solo importemos tecnología, sino que podamos producirla y exportarla.

– Es decir, del VQCC saldrán tecnologías y patentes que podrán impulsar la economía.

– Hacer investigación de excelencia quiere decir hacer investigación relevante, que resuelva problemas importantes para la sociedad además de ser publicada en revistas de alto impacto. Buscamos un retorno porque trabajamos con dinero público y eso es hacer innovaciones tecnológicas que beneficien a las empresas o den lugar a spin-off, que se creen puestos de trabajo y se genere riqueza para el país. Es una perspectiva a largo plazo, pero es la visión que tenemos.

– Los expertos avanzan que las tecnologías cuánticas se aplicarán en todo tipo de ámbitos, desde la seguridad y la logística al diseño de materiales o la gestión sanitaria.

– La mayoría de la gente que trabaja en estas tecnologías cree que estamos simplemente en el pico del iceberg. Hasta ahora el trabajo era mayoritariamente teórico, pero estamos empezando a poder jugar con tecnología, con hardware. Ya sabemos que hay muchos problemas relevantes que podremos resolver de forma mucho más rápida, pero van a surgir muchas más ideas y nuevos problemas. Además de las comunicaciones y la computación, está la sensórica. Y todo este potencial es lo que ha incentivado que haya una enorme financiación internacional.

– En este ecosistema de innovación vigués prevé empezar a operar en breve la fábrica de fotónica Sparc, también impulsada desde la UVigo.

– Van a desarrollar chips fotónicos, que también tienen aplicaciones en las tecnologías cuánticas, y para nosotros será una maravilla tener una fábrica aquí. Además el centro Gradiant lidera una iniciativa que cada vez coge más peso en este ámbito. El conocimiento ha estado siempre en el ámbito académico y ahora se necesita transferirlo. Las empresas tendrán un papel muy relevante en el desarrollo tecnológico, pero en este momento la transferencia está más en la parte académica porque la industria no tiene tanto conocimiento y sí un interés muy grande. Se ve en los proyectos de innovación que tenemos con Deutsche Telekom o Thales Alenia Space.

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