La carrera por la tecnología cuántica

A lo largo de la historia, los avances tecnológicos han otorgado a los Estados líderes en innovación una ventaja decisiva sobre otros Estados. Por ejemplo, el desarrollo de Internet, impulsado por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de EEUU, enriqueció notablemente a este país. Actualmente cuenta con siete de las 10 empresas más importantes del mundo, que obtienen sus beneficios del hardware y el software de los dispositivos conectados a Internet.

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Hoy en día, la tecnología cuántica se perfila como un ámbito prometedor de grandes avances económicos. Permitirá a los científicos medir los fenómenos físicos con mayor precisión y permitirá cálculos informáticos más rápidos en todas las disciplinas científicas e industrias. Sin embargo, también plantea amenazas sustanciales para la seguridad nacional. Reconociendo su potencial disruptivo, el gobierno alemán, en su “Concepto de Acción para las Tecnologías Cuánticas” de 2023, reconoció la naturaleza transformadora de la tecnología cuántica. Por ejemplo, tendrá profundas implicaciones en la confidencialidad de los datos que se transmiten en línea.

China y Rusia han probado recientemente un sistema de comunicación cuántica por satélite “inquebrantable”, que conecta Zvenigorod, cerca de Moscú, y Ürümqi, en el oeste de China. A pesar de la proclamada impenetrabilidad, existen vulnerabilidades en los puntos finales de las líneas de comunicación cuántica. La colaboración entre Moscú y Pekín indica que la carrera por la superioridad cuántica ha alcanzado una nueva dimensión.

En comparación con el resto del mundo, China es el país que ha anunciado más inversiones en estas tecnologías. A partir de 2022 y según McKinsey, el nivel de inversión pública oficialmente reconocido por China (15.300 millones de dólares) supera al de la Unión Europea (7.200 millones), Estados Unidos (1.900 millones) y Japón (1.800 millones) juntos. En particular, en Estados Unidos es el sector privado, incluidos gigantes como Google e IBM, el que está desempeñando un papel fundamental en el desarrollo de la tecnología cuántica. En cambio, China concentra los esfuerzos gubernamentales en un único instituto de investigación en Hefei, y la inversión privada desempeña un papel mucho menor.

Cómo cambiará el mundo 

Las tecnologías cuánticas abarcan tres áreas principales: la informática cuántica, la comunicación cuántica y la detección cuántica. Los ordenadores cuánticos, capaces de resolver múltiples problemas informáticos simultáneamente, presentan una eficacia un millón de veces superior a la de los ordenadores tradicionales. Esta inmensa potencia de cálculo puede revolucionar campos como el farmacéutico y encontrar nuevos materiales para las células solares.

Sin embargo, los ordenadores cuánticos también suponen una amenaza para los actuales métodos de encriptación, ya que podrían desencriptar mensajes y bases de datos pertenecientes a Estados y bancos. Aunque los ordenadores cuánticos tienen el mayor potencial disruptivo, se enfrentan a importantes obstáculos tecnológicos y aún están muy lejos de aplicaciones comerciales y militares inmediatas.

En cambio, es probable que la comunicación cuántica esté disponible antes. En 2017 se produjo un avance notable cuando científicos austriacos y chinos establecieron un enlace de comunicación cuántica entre Pekín y Viena utilizando el satélite Mozi. Este mismo satélite facilitó una conexión entre China y Rusia en 2023.

Aunque la conexión encriptada es altamente segura, la Agencia de Seguridad Nacional estadounidense (NSA) advierte contra su uso en sistemas de seguridad nacional debido a las vulnerabilidades, incluidas las asociadas al propio satélite. A pesar del escepticismo de EEUU, Europa defiende la Infraestructura Europea de Comunicación Cuántica. En ella prevé una red de comunicaciones segura que abarque los 27 Estados miembros de la UE y los territorios de ultramar mediante redes de fibra óptica y satélites. China, por su parte, ya ha puesto en marcha una red de este tipo entre las principales ciudades, que cubre una distancia de más de 4.000 kilómetros.

A corto plazo, los sensores cuánticos parecen tener el potencial comercial más sólido. El ejército británico ya los utiliza para medir el posicionamiento preciso de los barcos. Los sensores cuánticos muestran una precisión excepcional en el posicionamiento de buques midiendo delicadamente el campo magnético terrestre. A diferencia de la navegación por satélite, estos sensores son muy resistentes a las perturbaciones. Los peligros de las interferencias con los sistemas de navegación por satélite se han ilustrado vívidamente en la guerra de Rusia contra Ucrania, donde la caída diaria de numerosos drones se atribuye a estas acciones.

Colaboraciones en tecnología cuántica

Muchos Estados, reconociendo los riesgos para la seguridad internacional, están forjando alianzas para hacer avanzar la tecnología cuántica. El enlace de comunicación cuántica entre China y Rusia sirve como prueba de concepto para una red más amplia a escala de los BRICS. El Acuerdo Cuántico AUKUS verá a los socios estratégicos Australia, Reino Unido y EEUU invertir conjuntamente en tecnologías cuánticas de posicionamiento, navegación y cronometraje. El “Quad” (Diálogo Cuadrilateral de Seguridad), formado por EEUU, Australia, India y Japón, incluye proyectos conjuntos de investigación en tecnologías cuánticas como parte de sus esfuerzos de cooperación.

Existen diferencias significativas entre las alianzas y asociaciones en las que participa EEUU y las que no. Las alianzas que incluyen a EEUU dan prioridad a las tecnologías cuánticas de ayuda a la navegación o a la criptografía post-cuántica, mientras que otras, como las que incluyen a la UE y a los estados BRICS, se centran activamente en ampliar las redes de comunicación cuántica.

La divergencia en el enfoque estadounidense hacia la comunicación cuántica, en particular el escepticismo hacia el intercambio de claves cuánticas, puede atribuirse a las recomendaciones de la NSA y del Instituto Nacional de Normas y Tecnología (NIST), que forma parte del Departamento de Comercio estadounidense. Estas entidades aconsejan dar prioridad a la criptografía post-cuántica para la protección contra los ordenadores cuánticos, debido a las complejidades y vulnerabilidades que introducen las tecnologías de comunicación cuántica.

Pero la defensa más sólida contra los ordenadores cuánticos implica una combinación de redes de comunicación cuántica y criptografía. En este sentido, la UE y China pueden tener ventaja sobre EEUU, que actualmente resta importancia a los beneficios a corto plazo de las tecnologías de comunicación cuántica.

El desarrollo en curso de redes de comunicación cuántica en Europa y China podría conducir finalmente a la creación de un “Internet cuántico”. Pero en lugar de sustituir al Internet tradicional, lo complementaría, proporcionando mayor seguridad a las infraestructuras críticas, fomentando la eficiencia económica entre empresas y reforzando la privacidad. La Alianza de Internet Cuántico (QIA por sus siglas en inglés), una colaboración de numerosos institutos de investigación y empresas europeas, ejemplifica el compromiso de Europa con la construcción de un prototipo.

La competitividad alemana

En la UE, Alemania ha sido el principal impulsor de la inversión pública en tecnologías cuánticas hasta hace poco, con una aportación del 46%, seguida de Francia con un 26,3%. Esta inversión financiera ha demostrado ser rentable, posicionando a Alemania como líder mundial. En particular, Alemania ocupa el segundo lugar entre 50 países en cuanto a universidades que ofrecen cursos de máster en tecnologías cuánticas y destaca como uno de los principales actores en la creación de empresas europeas del sector..

Comercialmente, Alemania destaca en sensores cuánticos y láseres. Empresas como Bosch -que colabora con Airbus para desarrollar sensores magnéticos cuánticos- ilustran las capacidades de Alemania. La empresa TOPTICA Photonics, junto con su filial TOPTICA Eagleyard, es pionera en la producción de láseres de alta calidad para tecnologías cuánticas, y suministra componentes tecnológicos críticos a la industria cuántica estadounidense. OSRAM Opto Semiconductors ha consolidado la posición alemana mediante la adquisición estratégica de la empresa estadounidense Vixar.

Sin embargo, a pesar de destacar en la comunicación y la detección cuánticas, Alemania y Europa se están quedando atrás en el avance de los ordenadores cuánticos de alto nivel, que podrían repercutir sustancialmente en los asuntos económicos y militares. Aunque Estados Unidos y China lideran este campo, Alemania tiene intención de destinar 3.000 millones de euros para 2026 a la creación de un ordenador cuántico competitivo.

Estrategias para mantener el liderazgo

Una prioridad máxima debe ser mantener las cadenas de suministro cuánticas europeas en gran medida independientes de China. En la actualidad, los componentes críticos proceden principalmente de Europa, EEUU, Japón y otros países asiáticos. Sin embargo, los productos fabricados en serie, como la óptica o la electrónica, proceden de China. Estas tecnologías son más baratas y también podrían producirse en otros lugares si China las utilizara como palanca sobre Europa. En resumen, Alemania debe asegurarse de que su cadena de suministro cuántico dependa de países que no sean sus rivales sistémicos.

Con el tiempo, Europa debería identificar posibles controles futuros de las exportaciones estadounidenses de tecnologías cuánticas dirigidas a China. De este modo, Bruselas podría evitar que le pillaran desprevenida cuando EEUU imponga tales restricciones. Éstas podrían surgir sobre todo en ámbitos con aplicaciones militares.

En enero de 2024, la OTAN publicó el resumen de su primera estrategia cuántica, con el objetivo de que la alianza esté “preparada para la cuántica”. Nombra algunas áreas de aplicación militar, como la computación cuántica para romper la encriptación. Los radares cuánticos, por su parte, tienen el potencial de aumentar el alcance de los radares en más de un 40%, lo que los hace especialmente competentes en la detección de aviones y submarinos furtivos. Debe prestarse especial atención a la investigación experimental en estos ámbitos sensibles para evitar fugas prematuras de tecnología. Además, deben hacerse esfuerzos para reducir las colaboraciones de investigación con institutos chinos asociados con el ejército.

Por otra parte, el acceso rápido de las empresas europeas a las tecnologías cuánticas es crucial para mantener la competitividad. Esto les permitiría aumentar la productividad y obtener una ventaja internacional más rápidamente. Alemania ya ha dado un paso importante en este sentido financiando sistemas en la nube que dan acceso a las empresas a las aplicaciones cuánticas.

En conjunto, la postura proactiva de Alemania y Europa, así como sus inversiones en tecnologías cuánticas, las han posicionado favorablemente en la escena mundial. Sin embargo, mantener la competitividad y evitar las sorpresas de las innovaciones cuánticas en otros lugares exigen sus esfuerzos sostenidos en este campo y un razonamiento estratégico.

Artículo traducido del inglés de la web de Internationale Politik Quarterly.