{"id":50211,"date":"2025-01-24T11:22:57","date_gmt":"2025-01-24T10:22:57","guid":{"rendered":"https:\/\/aclima.eus\/?p=50211"},"modified":"2025-01-24T11:22:57","modified_gmt":"2025-01-24T10:22:57","slug":"el-potencial-de-las-tecnologias-cuanticas-en-el-sector-ambiental-soluciones-disruptivas-para-impulsar-los-ods","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/aclima.eus\/eu\/el-potencial-de-las-tecnologias-cuanticas-en-el-sector-ambiental-soluciones-disruptivas-para-impulsar-los-ods\/","title":{"rendered":"El potencial de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas en el sector ambiental, soluciones disruptivas para impulsar los ODS"},"content":{"rendered":"

Actualmente vivimos en lo que los expertos denominan segunda revoluci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/strong><\/a>, ya que los desarrollos tecnol\u00f3gicos permiten manipular los \u00e1tomos a escala individual<\/strong> para crear compuestos complejos. Tambi\u00e9n la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/strong><\/a> se erige en una herramienta con cada vez mayores aplicaciones, muchas de ellas con un impacto directo en la actividad del sector del medio ambiente. Incluidas en el listado de tecnolog\u00edas cr\u00edticas<\/a> de la UE, el Foro Econ\u00f3mico Mundial<\/strong> las destaca por su potencial para facilitar el cumplimiento de los ODS<\/a>. Se trata de tecnolog\u00edas en constante desarrollo<\/strong>, por lo que el sector ambiental necesita mantenerse al d\u00eda de sus novedades y tejer redes de cooperaci\u00f3n tecnol\u00f3gica para su implantaci\u00f3n.<\/p>\n

A nivel europeo, la iniciativa Quantum Flagship (QF)<\/strong><\/a> es la abanderada en lo referente a la investigaci\u00f3n y desarrollo de tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas, y cuenta con una financiaci\u00f3n de aproximadamente 1.000 millones de euros<\/strong>. Dentro de la pol\u00edtica europea de soberan\u00eda del conocimiento, se trabaja para que en el continente se generen las capacidades para todos los escalones de la cadena de valor de los sistemas asociados a las llamadas tecnolog\u00edas cr\u00edticas, entre las que se consideran a la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica, la IA cu\u00e1ntica, la criptograf\u00eda o las tecnolog\u00edas de detecci\u00f3n. Sin embargo, es China el l\u00edder mundial en investigaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/strong><\/a>, y los expertos advierten que sus inversiones en proyectos relacionados con la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica y la criptograf\u00eda superan los 10.000 millones de d\u00f3lares<\/strong>.<\/p>\n

Materiales cu\u00e1nticos<\/u><\/strong><\/p>\n

Los cient\u00edficos est\u00e1n llevando a la pr\u00e1ctica m\u00e9todos para manipular directamente la materia, y as\u00ed poder aprovechar los procesos basados en las caracter\u00edsticas de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, como la superposici\u00f3n<\/strong> o el entrelazamiento<\/strong>. Por ejemplo, un estudio<\/strong>\u00a0<\/a>desarrollado por el Instituto de F\u00edsica Qu\u00edmica de Dalian<\/strong>, publicado en la revista\u00a0Nature Materials<\/em>, ha demostrado que los llamados puntos cu\u00e1nticos\u00a0pueden aprovecharse para controlar reacciones qu\u00edmicas a trav\u00e9s de fen\u00f3menos cu\u00e1nticos<\/strong>. Los puntos cu\u00e1nticos son nanopart\u00edculas, nanocristales semiconductores con un tama\u00f1o tan reducido que sus propiedades f\u00edsicas est\u00e1n sujetas a las leyes de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica, y no a las de la f\u00edsica cl\u00e1sica. Se pueden manipular en soluciones, como si fueran mol\u00e9culas, lo que permite integrarlos en sistemas qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos, y que participen en reacciones qu\u00edmicas complejas, facilitando el control sobre los resultados de las mismas. Esto les convierte en catalizadores muy potentes y vers\u00e1tiles, posibilitando la creaci\u00f3n de materiales complejos que abran posibilidades a sistemas energ\u00e9ticos mucho m\u00e1s eficientes o sensores qu\u00edmicos m\u00e1s sensibles. Adem\u00e1s, los investigadores creen que\u00a0las aplicaciones de los puntos cu\u00e1nticos apenas est\u00e1n comenzando. Por ejemplo,\u00a0podr\u00edan mejorar <\/strong>dispositivos como paneles solares<\/strong> y diodos emisores de luz (LEDs), aumentando su eficiencia y reduciendo costes. <\/strong>Otras aplicaciones pueden posibilitar el dise\u00f1o de medicamentos espec\u00edficos o la detecci\u00f3n de enfermedades en etapas tempranas.<\/p>\n

Cada vez hay m\u00e1s ejemplos de la aplicaci\u00f3n de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas. El proyecto Atomaqua<\/em><\/a> est\u00e1 desarrollando un grav\u00edmetro cu\u00e1ntico que simplifica el seguimiento y el an\u00e1lisis de la alimentaci\u00f3n de las aguas subterr\u00e1neas, determinando con gran precisi\u00f3n su estado. El proyecto X@Line<\/em> emplea tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica para medir directamente los componentes importantes de los materiales durante el reciclado de las bater\u00edas, por lo que evitan tener que enviarlos a analizar a laboratorios. Combina dos m\u00e9todos de an\u00e1lisis por rayos X para medir las proporciones de litio, manganeso, cadmio, cobalto y grafito y, a continuaci\u00f3n, reintroducir las materias primas en la producci\u00f3n de nuevas bater\u00edas.\u00a0El proyecto QEED<\/em><\/a> utiliza luz infrarroja para realizar an\u00e1lisis microsc\u00f3picos de muestras de tejido mediante tecnolog\u00eda de sensores cu\u00e1nticos, lo que ayuda a detectar enfermedades como el c\u00e1ncer en una fase m\u00e1s temprana. En Espa\u00f1a, la empresa GMV desarrolla el\u00a0proyecto CUCO<\/em><\/a> que integrando t\u00e9cnicas de Machine Learning Cu\u00e1ntico y Optimizaci\u00f3n Cu\u00e1ntica puede identificar plantas fotovoltaicas en im\u00e1genes de sat\u00e9lite o predecir a corto plazo de la velocidad y de la direcci\u00f3n del viento en zonas de inter\u00e9s.<\/p>\n

Computaci\u00f3n cu\u00e1ntica<\/u><\/strong><\/p>\n

Hace ya tiempo que los principios de la f\u00edsica cu\u00e1ntica se aprovechan para procesar la informaci\u00f3n y realizar diferentes operaciones inform\u00e1ticas. Se diferencia de la computaci\u00f3n cl\u00e1sica en que no utiliza impulsos el\u00e9ctricos para transmitir la informaci\u00f3n, sino que se vale de part\u00edculas subat\u00f3micas como los electrones o fotones<\/strong>. Los bits solo admiten dos estados (0 o 1) generando el llamado c\u00f3digo binario; pero las part\u00edculas subat\u00f3micas pueden adoptar al mismo tiempo m\u00faltiples combinaciones de 0 y 1, lo que se denomina superposici\u00f3n cu\u00e1ntica<\/strong> y posibilita que las computadoras realicen c\u00e1lculos de una forma m\u00e1s eficiente, operando con grandes n\u00fameros.<\/p>\n

B\u00e1sicamente, los ordenadores cu\u00e1nticos superan a la computaci\u00f3n binaria en tres \u00e1reas que pueden ser determinantes en el futuro: simulaci\u00f3n y descubrimiento molecular en ciencia de materiales y biolog\u00eda<\/strong>; optimizaci\u00f3n y gesti\u00f3n de riesgos en sistemas complejos<\/strong>; e IA y aprendizaje autom\u00e1tico<\/strong>. En la pr\u00e1ctica, con la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica se pueden constituir y analizar sistemas complejos para optimizar procesos y abordar problemas cr\u00edticos, entre ellos el cambio clim\u00e1tico<\/strong>, la reducci\u00f3n de emisiones<\/strong> y otros aspectos que entran dentro de la actividad del sector ambiental<\/strong>. Se prev\u00e9 que la investigaci\u00f3n con tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica de compuestos qu\u00edmicos complejos (de m\u00e1s de 50 \u00e1tomos) puede abrir nuevas v\u00edas a la creaci\u00f3n de superconductores con menores costes u otro tipo de materiales con propiedades superiores, que pueden ayudar a la absorci\u00f3n o el almacenamiento de compuestos como el CO2, el metano u otros<\/strong>.<\/p>\n

Tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas y medio ambiente<\/u><\/strong><\/p>\n

La computaci\u00f3n cu\u00e1ntica puede resultar clave para alcanzar la neutralidad de emisiones<\/strong> y avanzar hacia un desarrollo sostenible. As\u00ed, un informe del Foro Econ\u00f3mico Mundial, Quantum for Society: Meeting the Ambition of the SDGs<\/strong><\/a>, pondera el potencial de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas para impulsar los\u00a0ODS. Entre otros aspectos, la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica puede colaborar en optimizar los procesos energ\u00e9ticos<\/strong>, ya que permite c\u00e1lculos m\u00e1s r\u00e1pidos y m\u00e1s complejos que aumentar\u00edan la eficiencia energ\u00e9tica, el dise\u00f1o de materiales sostenibles, la simulaci\u00f3n de procesos industriales menos contaminantes, haciendo m\u00e1s eficiente las tecnolog\u00edas de captura de carbono u optimizando la seguridad de las infraestructuras energ\u00e9ticas mediante criptograf\u00eda cu\u00e1ntica.<\/p>\n

Tambi\u00e9n har\u00e1 posibles simulaciones clim\u00e1ticas m\u00e1s precisas y complejas<\/strong>, que incluyan variables no consideradas en los modelos actuales, y permitiendo entender y anticipar mejor los patrones del clima, anticipar variaciones y desarrollar estrategias de mitigaci\u00f3n.<\/p>\n

Adem\u00e1s, su impacto en la eficiencia log\u00edstica<\/strong> puede ser muy alto, ya que posibilita mejores soluciones en problemas relacionados con la planificaci\u00f3n de las rutas, la gesti\u00f3n de la cadena de suministro, o el ahorro de tiempo o combustible.<\/p>\n

El car\u00e1cter disruptivo<\/strong> de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas puede ser determinante para mejorar la sostenibilidad de los procesos industriales, y su aplicaci\u00f3n a la cadena de valor de la industria ambiental <\/strong>supone una oportunidad para acelerar la adopci\u00f3n de los principios circulares y avanzar hacia un desarrollo sostenible.<\/p>\n

El Foro Econ\u00f3mico Mundial ha creado el Hub de Aplicaciones Cu\u00e1nticas<\/a>\u00a0para impulsar la innovaci\u00f3n y la comercializaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda cu\u00e1ntica, pero a nivel local tambi\u00e9n existen ejemplo de iniciativas que emplean estas tecnolog\u00edas avanzadas con una perspectiva ambiental, como el proyecto liderado por investigadores de la Universidad de Cantabria, que desarrolla catalizadores basados en nanopart\u00edculas para transformar el\u00a0CO2 en otros productos qu\u00edmicos<\/a>\u00a0que puedan ser reutilizados. Otras investigaciones emplean la computaci\u00f3n cu\u00e1ntica para simular las\u00a0propiedades de las mol\u00e9culas candidatas<\/a>, y as\u00ed poder fabricar catalizadores que disminuyan las emisiones de CO2.<\/p>\n

Aclima con la divulgaci\u00f3n de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas en el sector ambiental<\/u><\/strong><\/p>\n

Este a\u00f1o, en el marco de la cuarta edici\u00f3n de Basque GreenTech<\/strong><\/a>,<\/strong> el Foro de Innovaci\u00f3n y Transferencia Tecnol\u00f3gica Ambiental organizado por Aclima<\/strong> , Ricardo D\u00edez Mui\u00f1o<\/strong>, Director del Donostia International Physics Center<\/a> (DIPC), ofrecer\u00e1 la ponencia \u201cCiencia con impacto: el presente y futuro de las tecnolog\u00edas cu\u00e1nticas<\/strong>\u201d en la que expondr\u00e1 las posibilidades de este tipo de tecnolog\u00edas en el sector ambiental, inscr\u00edbete a continuaci\u00f3n<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Actualmente vivimos en lo que los expertos denominan segunda revoluci\u00f3n cu\u00e1ntica, ya que los desarrollos tecnol\u00f3gicos permiten manipular los \u00e1tomos a escala individual para crear compuestos complejos. 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