TU Kaiserslautern recibe siete millones de euros para la construcción de una computadora cuántica

El profesor Herwig Ott (de izquierda a derecha), el Dr. Thomas Niederprüm y el profesor Artur Widera trabajan con sus socios en la nueva computadora cuántica. Foto: Koziel/TUK

Las computadoras cuánticas ofrecen ventajas significativas en velocidad de procesamiento en comparación con las computadoras clásicas y digitales. Esto es especialmente importante en la resolución de problemas de optimización, donde se trata de calcular aspectos complejos como los procesos logísticos. Para aprovechar este potencial, el Ministerio Federal de Educación e Investigación financia un proyecto para desarrollar una computadora cuántica práctica con aproximadamente 25 millones de euros. El volumen total del proyecto asciende a 29 millones de euros. Más de siete millones de euros de esa cantidad se destinan al departamento de Física de la Universidad Técnica de Kaiserslautern (TUK).

Muchos problemas de cálculo relevantes para la práctica incluso hoy en día llevan a los ordenadores de alto rendimiento al límite. Esto se demuestra, por ejemplo, en problemas de optimización, como la planificación de rutas con muchas paradas intermedias, la optimización de procesos de trabajo y producción interconectados, el cálculo del ascenso ideal de un avión o la planificación de procesos logísticos que ahorren recursos en cadenas de suministro y centros de transferencia.

En la carrera por construir una computadora cuántica útil para aplicaciones, los investigadores de la TUK han logrado un gran éxito. Han conseguido asegurar un proyecto destacado para la construcción de dicha computadora en la TUK. En los próximos cinco años, junto con colegas de la Universidad de Hamburgo y del Instituto Fraunhofer para Matemáticas en Tecnología y Economía (ITWM), así como con socios industriales, desarrollarán un procesador cuántico funcional basado en átomos de Rydberg. El objetivo es optimizar problemas relevantes para la industria. La computadora cuántica estará ubicada en el nuevo edificio de investigación "Laboratorio de Ingeniería Avanzada de Spin" (LASE) en el campus universitario.

Las computadoras cuánticas pueden superar en rendimiento a las computadoras tradicionales en varias veces, porque funcionan de manera completamente diferente. En lugar de bits clásicos, que pueden tener el valor 0 o 1, utilizan llamados qubits, que pueden ser 0 y 1 al mismo tiempo. "Por ello, tienen un potencial inmenso para abordar problemas que son irresolubles para las computadoras clásicas. En particular, prometen resolver problemas importantes de logística y optimización de procesos. Son una tecnología clave del siglo XXI", dice el profesor Dr. Herwig Ott, líder del grupo en el departamento de Física de la TUK, quien ha asegurado el proyecto junto con sus colegas físicos, el profesor Dr. Artur Widera y el Dr. Thomas Niederprüm.

El profesor Widera añade: "Estamos orgullosos de haber asegurado este proyecto pionero para la ciudad, la región y el estado de Renania-Palatinado, que aportará visibilidad internacional a la ubicación de Kaiserslautern. Es un gran éxito que podamos aportar la experiencia en tecnología cuántica y física cuántica que hemos desarrollado en los últimos diez años en nuestros programas de investigación especial, a este proyecto tan emocionante". El Dr. Thomas Niederprüm explica además: "Con la computadora cuántica, queremos probar cómo se pueden mejorar y hacer más sostenibles las rutas marítimas para la logística de mercancías o las cadenas de suministro en general, de modo que se ahorre energía y se contribuya a la protección del clima".

Otros futuros campos de aplicación incluyen el cálculo de nuevos ingredientes activos para medicamentos o la optimización de algoritmos de seguros. "A largo plazo, también esperamos un impacto positivo en la industria regional, ya que la computadora cuántica puede operarse completamente de forma externa y los problemas de optimización surgen en muchos ámbitos", concluye el profesor Ott.

El rector de la universidad, el profesor Dr. Arnd Poetzsch-Heffter, destaca la importancia del proyecto: "Con la construcción de una computadora cuántica, estamos entre los pocos centros de investigación en el mundo que desarrollan esta nueva tecnología. Es un éxito excelente y de gran importancia estratégica para toda la región. Felicito a todos los involucrados". También el profesor Dr. Werner R. Thiel, vicepresidente de investigación y tecnología en la TUK, expresa su satisfacción: "Felicitaciones a los colegas. En los últimos años, han sentado las bases en varios proyectos, programas de investigación especial y también en la sección de perfil financiada por el estado OPTIMAS. Ahora, eso da frutos".

El consorcio de investigación "RYMAX" incluye, además de investigadores de la TU Kaiserslautern, científicos de la Universidad de Hamburgo, del Instituto Fraunhofer para Matemáticas en Tecnología y Economía (ITWM) y socios industriales de los sectores de tecnología láser, tecnologías ópticas, electrónica, desarrollo de software y logística.