¿Mecánica cuántica en el espacio?

Contexto

El año 2025 fue designado por la UNESCO como El Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica como parte del aniversario número 100 desde que Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg desarrollaron las primeras herramientas matemáticas para explicar los fenómenos físicos a nivel cuántico. Desde entonces, hasta la actualidad, hemos hecho avances tecnológicos enormes usando los conocimientos sobre el comportamiento del mundo cuántico; desde la invención del LED hasta la miniaturización de los circuitos electrónicos que controlan muchos de los dispositivos que usamos día a día.

Es precisamente esta rama, la electrónica, la que se ha visto mayormente beneficiada del desarrollo de la mecánica cuántica; el estudio conjunto de estas dos ha permitido el desarrollo de la computación cuántica, la cual se basa en los principios de superposición y entrelazamiento de partículas cuánticas para crear computadoras que, a diferencia de las computadoras clásicas, pueden trabajar con bits superpuestos en dos estados simultáneos de 0 y 1, a los cuales se les denomina Q-bits (bits cuánticos), lo que le permite tener una velocidad exponencial de cálculo de datos con respecto a sus contrapartes clásicas.

Si bien, la computación cuántica aún se encuentra en una edad muy temprana, ya se empiezan a ver aplicaciones a problemas de actualidad en los que ha demostrado su potencial, tales como en criptografía, análisis de riesgos financieros, telecomunicaciones e incluso medicina y biología, lo que nos da un panorama optimista sobre el beneficio que diversas industrias y sectores pueden tener gracias a la computación cuántica; dicho panorama no deja de lado el sector aeroespacial.

¿Y entonces?

### 1. Computación cuántica y cohetes

En los últimos años hemos visto un crecimiento sin precedentes en el sector aeroespacial, particularmente en el espacial ya que, tanto compañías bien establecidas como pequeñas startups invierten cada vez más en el transporte de cargas a la órbita baja terrestre, así también como agencias de dominio público como la NASA o la ESA están cada día más enfrascadas en la Nueva Carrera Espacial por la Luna y Marte. El desarrollo y diseño de vehículos espaciales, ya sean satélites o cohetes reutilizables no es una tarea fácil, es un esfuerzo que requiere cientos de recursos materiales, humanos y económicos, y ni hablar de la puesta en marcha de dichos vehículos; el desperdicio de esos recursos es un lujo prácticamente inexistente, y la seguridad y sostenibilidad de los proyectos son piezas clave para el continuo avance de la industria, y la computación cuántica podría tener un rol verdaderamente importante en los próximos años para el sector aeroespacial.

Aunque a primera vista pareciera ser que la computación cuántica y las ingenierías aeroespaciales no tienen correlación, en realidad esto podría estar cambiando, ya que como señaló el experto en ciberseguridad Óscar Lage, "La computación cuántica sirve para las grandes simulaciones y los procesos de optimización".

El apartado de simulaciones tiene un gran potencial dentro del diseño industrial, ya sea para el simulado de composición, comportamiento y propiedades de materiales de alta entropía que podrían servir para mejorar la calidad de los vehículos espaciales y hacerlos más resistentes a las duras condiciones de ascenso a la atmósfera superior y a las de la propia reentrada al soltar la carga en órbita baja. También podría ser útil en la composición de nuevos tipos de combustible, ya que, al ser computadoras cuánticas, tiene el poder de simular de manera más precisa el comportamiento y propiedades de las moléculas de distintos medios bajo determinadas condiciones, aunque esto último se ve limitado de acuerdo al número de Q-bits con los que cuente.

### 2. IA aeroespacial

Como sabemos, a pesar del relativo poco tiempo que lleva entre nosotros, la IA está muy arraigada en nuestro día a día. Dentro de las áreas científicas y académicas, ya se ha probado que el uso adecuado de la inteligencia artificial puede ayudarnos a resolver problemas de importancia capital cuya solución parecía algo prácticamente inalcanzable; uno de los ejemplos más recientes de esto fue el uso de inteligencia artificial para resolver el problema de plegamiento de proteínas a partir de su secuenciado, lo cual fue un avance enorme en el campo de la biología y la farmacología.

Sectores como el aeroespacial no están exentos del uso de la IA. Según una publicación de la EASA, "La inteligencia artificial está llamada a desempeñar un papel en todos los ámbitos de la aviación". Lo cual, naturalmente se podría extrapolar al sector espacial. El uso de la IA en el sector aeroespacial traería grandes beneficios, como por ejemplo, la gestión de tráfico aéreo, gestión de riesgos, gestión de la eficiencia de planes de vuelo, e incluso, gracias al continuo aprendizaje de las IA's se podría hablar de vehículos tripulados por IA, donde el piloto humano prácticamente no interviene. Esto siempre y cuando se tengan en cuenta los rigurosos estándares de seguridad y ciertos criterios éticos.

### 3. IA y computación cuántica

En los últimos 5 años se ha hablado de una nueva rama que promete toda una revolución en la informática: la inteligencia artificial cuántica. Sí, el uso de ordenadores cuánticos en sistemas de inteligencia artificial, lo cual tiene sentido, si solo dimensionamos el gran poder resolutivo que han tenido los sistemas de inteligencia artificial mediante la computación cuántica. Pensar en un sistema que combine lo mejor de ambos mundos pareciera ser una utopía tecnológica con posibilidades ilimitadas y que, según IBM, es "Un punto de inflexión para innumerables industrias".

El uso del exponencial poder de cómputo cuántico podría mejorar de igual forma los algoritmos y sistemas de aprendizaje y optimización de los sistemas de inteligencia artificial, lo cual, si bien esto parece prometedor, recordemos que en cuanto a la computación cuántica aún nos encontramos en la edad de bronce, pero es seguro que vamos por buen camino hacia procesos de cómputo y optimización más eficientes.

### 4. IA, computadoras cuánticas y cohetes

Poco se puede decir acerca de lo benéfico que sería para el sector aeroespacial el uso de computadoras cuánticas para el desarrollo industrial, y que estas a su vez tuvieran la capacidad de usar sistemas de inteligencia artificial en varios aspectos, como el desarrollo de los materiales, combustible, optimización de procesos, gestión de riesgos, protocolos de actuación e incluso pilotaje y asistencia para el vuelo, esto claro, incluyendo a otro tipo de vehículos espaciales, como satélites, nanosatélites e incluso estaciones espaciales y transbordadores. Parece ser que en efecto, las posibilidades pueden ser infinitas y podría representar toda una revolución en la industria.

En resumen

Si bien, aún nos queda mucho por aprender acerca de la mecánica cuántica, y de dispositivos que usen sus más fundamentales principios, como las computadoras cuánticas, el continuo e imparable desarrollo de las tecnologías con esta base nos pone en un camino muy prometedor para el desarrollo sostenible y eficiente, ya no solo del sector aeroespacial, sino de industrias que actualmente tienen un gran impacto en la humanidad, como la biología, medicina, farmacología, ciencia de datos, inteligencia artificial, economía, etc., que en un futuro requerirán de estas tecnologías. Solo el tiempo nos dirá si supimos aprovechar de buena manera todo lo que nos puede ofrecer.

Fuente de consulta: [1] Carson, L. (2025). Real-world quantum technology applications. University of Sussex. · [2] Herranz, F. (2021). Óscar Lage, Tecnalia. Industry TALKS. · [3] Ma, Govoni, Galli (2020). Quantum simulations of materials. Npj Computational Materials. · [4] Schwaller (2023). La IA que inventa proteínas. dw.com. · [5] Inteligencia artificial y aviación. EASA. · [6] Schneider, Smalley (2024). Quantum AI. IBM.