El Quantum Computing Lab del IGFAE y CESGA redobla la apuesta de Galicia por las tecnologías cuánticas

La sede del IGFAE ha acogido este miércoles 14 de enero la firma del convenio para la creación del IGFAE-CESGA Quantum Computing Lab, una nueva unidad conjunta de investigación en tecnologías cuánticas aplicadas a la física de partículas y nuclear.

A través de este acuerdo, el IGFAE y el Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA) refuerzan, como centros de referencia en sus respectivos campos de trabajo, su alianza estratégica en la investigación y el desarrollo de la computación cuántica, y redoblan la apuesta de Galicia por esta disciplina y sus aplicaciones a diversos ámbitos de la física. El proyecto cuenta con una inversión de 2,2 millones de euros, cofinanciados por el PERTE Chip y fondos propios da Consellería de Educación, Ciencia, Universidade e FP de la Xunta de Galicia, así como financiación del propio IGFAE.

Firmaron el acuerdo, en nombre de las partes, Antonio López Díaz, rector de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), y Román Rodríguez González, conselleiro de Educación, Ciencia, Universidades y Formación Profesional de la Xunta de Galicia. También participaron en el acto Carmen Cotelo Queijo, directora de la Axencia Galega de Innovación (GAIN), el director del IGFAE, Carlos A. Salgado López, y el director científico del CESGA, Lois Orosa Nogueira.

Un simulador cuántico único en España

El Quantum Computing Lab, que se instalará en la sede del IGFAE en el Campus Sur de la USC, combinará la capacidad teórica, experimental y de instrumentación del IGFAE con la infraestructura de computación del CESGA. Se centrará en la simulación cuántica de procesos de gran interés en la física de partículas y nuclear, con tecnologías como las trampas de iones o los átomos fríos.

Se trata de una instalación que puede funcionar como simulador y como computador, permitiendo manipular un sistema cuántico análogo al que se quiere estudiar. Será, en este momento, el único en España de estas características en el ámbito de la física nuclear y de partículas. Esta iniciativa se enmarca, además, en un proyecto europeo que facilitará su uso como laboratorio de acceso remoto.

Investigación básica para futuras aplicaciones sociales

La física de partículas y nuclear ha sido, tradicionalmente, un excelente banco de pruebas para el desarrollo de tecnologías emergentes que acaban teniendo un profundo impacto social (imagen médica, sensores, world-wide web, computación distribuida, algoritmos de inteligencia artificial, etc.).

Los procesos que ocurren dentro del núcleo atómico o en escalas aún más pequeñas, propias de la física de partículas, están dominados por efectos cuánticos que la computación tradicional, en general, no puede reproducir. Los computadores cuánticos, en cambio, implementan coherencia o entrelazamiento cuántico de forma natural. El nuevo laboratorio IGFAE-CESGA permitirá crear simulaciones innovadoras para estudiar estos fenómenos físicos, abriendo la puerta a avances que pronto se aplicarán en otros ámbitos científicos y tecnológicos.

Entre otras oportunidades, las tecnologías cuánticas permiten realizar simulaciones para conocer mejor la estructura del núcleo atómico, especialmente en casos exóticos donde se manifiestan fenómenos de coherencia cuántica (la superposición de dos o más estados).

Además, estos sistemas ayudan a estudiar con mucha mayor precisión el plasma de quarks y gluones, un estado primigenio de la materia generado unas millonésimas de segundos después del Big Bang, y que hoy se recrea, a través de colisiones entre partículas, en aceleradores como el Large Hadron Collider (LHC) del CERN.

Por otra parte, el Quantum Computing Lab también profundizará en el análisis de la influencia de perturbaciones externas, como la radiación cósmica, en el funcionamiento de los dispositivos cuánticos.

Apuesta por nuevas infraestructuras y personal

Esta nueva unidad conjunta de investigación dispondrá en las instalaciones del IGFAE de un espacio de 60 m2 para un laboratorio de información cuántica y de Quantum Cosmics, reforzado por las prestaciones de otras infraestructuras del IGFAE, como la sala blanca (110 m2), laboratorios de microelectrónica, detectores gaseosos o centelleadores, y salas de micromecanizado, metrología o irradiación.

Igualmente, el proyecto incluye la financiación de personal científico y técnico, tanto con contratos ya existentes como de nueva creación, para impulsar el desarrollo de las líneas de trabajo previstas. El equipo del IGFAE implicado en la puesta en marcha del Quantum Computing Lab está compuesto por Yassid Ayyad, Cristina Cabo, Héctor Álvarez, Wenyang Qian, David González y Carolina Filgueira. A ellos se sumarán proximamente investigadores de prestigio internacional en el ámbito de la ciencia y tecnologías cuánticas, así como personal investigador en formación.