En esta oportunidad el Instituto de Ciencias de la Computación (ICC) y el Departamento de Computación (DC) se unen oficialmente al Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas, organizando actividades y eventos científicos con los principales avances en la temática.

El 2025 marca una efeméride importante para nuestra disciplina, ya que se celebra el año internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (IYQ), con motivo de los 100 años transcurridos desde el desarrollo inicial de la mecánica cuántica.

Esta iniciativa, recientemente impulsada por la UNESCO, busca concientizar sobre la importancia de la ciencia cuántica y sus aplicaciones en diversos sectores. El objetivo es acercar a la sociedad los avances y aplicaciones de la ciencia cuántica en áreas tan diversas como la computación, la comunicación, la metrología y la criptografía, y resaltar su impacto potencial en nuestra vida cotidiana.

En este contexto, el Instituto de Ciencias de la Computación (ICC) y el Departamento de Computación (DC) se suman a esta celebración, difundiendo las actividades de investigación, docencia, promoción y transferencia tecnológica que se desarrollan en su ámbito.

Cabe recalcar que el ICC y el DC cuentan con un grupo pionero de investigación en información y computación cuántica, denominado QuICC: Quantum Information, Computation, and Communication team. Es el primer grupo interdisciplinario que se formó en Argentina de información y computación cuántica radicado en un departamento/instituto de computación, ya que reúne tanto a físicos como a científicos de la computación.

Dr. Gustavo Martín Bosyk

“La celebración del año internacional de la cuántica es una iniciativa importantísima que toma como punto de partida el paper fundacional de Heisenberg de 1925, un hito que se considera que sentó las bases del desarrollo de la mecánica cuántica, aunque muchísimos otros físicos famosos aportaron a esta nueva forma de ver el mundo y las propiedades de la materia y la energía a nivel atómico”, comenta Gustavo Martín Bosyk, Investigador del grupo QuICC del ICC y referente en la temática, quien además integra la Asociación Física Argentina y coordina la División de Fundamentos, Información y Tecnologías Cuánticas.

El ICC y el DC en el aniversario de la cuántica

Con motivo de esta importante celebración, el Instituto de Ciencias de la Computación y el Departamento de Computación participan en el aniversario de la cuántica desarrollando ejes bien definidos: 1) Investigación (Fundamentos de información y computación cuántica, algoritmos cuánticos y aprendizaje automático cuántico); 2) Docencia (Información Cuántica); 3) Eventos científicos (ECI 2025, 54JAIIO y CQF 2025) y 4) Transferencia tecnológica (Aplicación práctica de descubrimientos cuánticos en la industria, que incluye un convenio de colaboración con la startup argentina q99).

Los cursos y eventos científicos destacados en este ámbito, que se desarrollarán en el edificio Cero más Infinito, serán:

“Esperamos que estas actividades nos permitan fortalecer la colaboración académica en temas de cuántica, mostrar la importancia de la ciencia cuántica en la sociedad y dar a conocer los principales trabajos -tanto de fundamentos como aplicaciones- a estudiantes de grado avanzados, estudiantes de doctorado, postdoctorados, investigadores y profesores. Todo ello en un contexto de crecimiento del área, teniendo en cuenta que en Argentina ya se han conformado alrededor de 30 grupos de investigación en cuántica”, sostiene Bosyk.

De la física a la computación cuántica

¿Por qué la computación cuántica es tan relevante en la ciencia actual? La computación cuántica surgió como respuesta a la dificultad de simular sistemas cuánticos en computadoras clásicas. En los años 80, físicos como Richard Feynman, Paul Benioff y David Deutsch propusieron utilizar los principios de la mecánica cuántica para crear máquinas capaces de realizar cálculos complejos más eficientemente. La idea central es que la mecánica cuántica, con fenómenos como la superposición y el entrelazamiento, podría permitir que las computadoras procesen información de manera diferente y, en algunos casos, más rápido que los sistemas tradicionales. Y en los años 90 se profundizó tanto el desarrollo teórico como experimental de la información cuántica.

Más allá de que resulta evidente que la mecánica cuántica ha impactado en tecnologías revolucionarias como los chips semiconductores, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), la iluminación y los sensores LED y los escáneres de resonancia magnética, entre otras innovaciones, en estos casos la información está codificada de forma clásica.

De este modo, idear una forma efectiva de transmitir y procesar información con las propiedades de la cuántica, y lograr el desarrollo de algoritmos y cálculos complejos necesarios para lograrlo, podrían impactar en esta revolución y resultar completamente disruptivo.

Teniendo en cuenta que la computación cuántica utiliza los principios de la mecánica cuántica para realizar cálculos de manera diferente a las computadoras clásicas, permitiría abordar problemas extremadamente complejos, como la optimización de procesos industriales, la simulación de moléculas y reacciones químicas, y la creación de nuevos materiales.

“Si uno piensa que los portadores de información son sistemas cuánticos, cambia radicalmente el paradigma porque ya no tenemos bits clásicos sino qubits o bits cuánticos que pueden estar en cero y en uno o en un estado superpuesto. Y en este caso hubo dos algoritmos que mostraron que podrían ser muy útiles para el desarrollo de la computación cuántica”, afirma Bosyk.   

En este sentido, el investigador explica que algoritmo de Shor es un algoritmo cuántico que permite factorizar números grandes de manera eficiente, en comparación con los algoritmos clásicos. Este algoritmo tiene implicaciones importantes en la seguridad de sistemas criptográficos como RSA. Al mismo tiempo, el algoritmo de búsqueda de Grover es un algoritmo de computación cuántica que permite acelerar la búsqueda en bases de datos no estructuradas. A diferencia de los algoritmos clásicos que requieren buscar en una base de datos en orden, el algoritmo de Grover puede encontrar un elemento específico en una base de datos no ordenada en tiempo de raíz cuadrada (√N), en lugar del tiempo lineal (N) de los algoritmos clásicos. 

De este modo, la investigación en computación cuántica está en auge, con nuevas tecnologías y métodos que prometen mejorar la escalabilidad y el rendimiento de los sistemas cuánticos. Y la integración de la computación cuántica con la investigación de laboratorio tradicional promete acelerar el descubrimiento científico y mejorar la precisión.

Bosyk cuenta que en el grupo QuICC investigan cuestiones fundamentales en torno a la computación cuántica como la computabilidad, la aleatoriedad algorítmica y cuáles son los recursos cuánticos que hacen que ciertos algoritmos sean mejores o más eficientes que otros, como así también cuestiones de propiedades de información cuántica (entrelazamiento, superposición, no localidad). Y de hecho han llegado a abordar problemas experimentales, en el sentido de implementar algunos algoritmos tanto en simuladores como en computadoras cuánticas experimentales a las que se pueden acceder en la nube.

“Claramente hoy en día se habla de computación cuántica mucho más que hace cuarenta años atrás, debido a que tanto los países centrales como las grandes compañías están en una fuerte carrera tecnológica por acceder, desarrollar y ser los primeros en tener la computadora la computadora cuántica, lo que también se evidencia en el aumento de la inversión global y en el mapa mundial de iniciativas cuánticas”, concluye el físico e investigador.

Acerca del IYQ

Reconociendo la importancia de la ciencia cuántica y la necesidad de una mayor concienciación sobre su impacto pasado y futuro, docenas de sociedades científicas nacionales se reunieron para apoyar la celebración de los 100 años de la mecánica cuántica con un año internacional declarado por la ONU.

El 7 de junio de 2024, las Naciones Unidas proclamaron 2025 Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas (IYQ). Según la proclamación, esta iniciativa mundial de un año de duración «se observará mediante actividades a todos los niveles destinadas a aumentar la concienciación pública sobre la importancia de la ciencia cuántica y sus aplicaciones».

Cualquier persona, en cualquier lugar, puede participar en el IYQ ayudando a otros a aprender más sobre cuántica en este centenario, participando, organizando un evento o simplemente dedicando tiempo a aprender más sobre ciencia y tecnología cuánticas.