Hila Safi | Inventora del año | Doctorado
Las computadoras cuánticas prometen resolver problemas que las computadoras clásicas simplemente no pueden manejar. En teoría. Sin embargo, en la práctica son increíblemente delicados: el paso de un camión, un zumbido repentino del aire acondicionado o incluso el encendido de una luz en una habitación contigua pueden hacer que el sistema reaccione con sensibilidad a los cambios ambientales. Es por eso que estos dispositivos hasta ahora se han confinado en laboratorios altamente especializados, protegidos como los pacientes en cuidados intensivos. Para las empresas que buscan integrar las computadoras cuánticas en entornos productivos, esto representa un desafío importante.
Hila Safi, junto con sus colegas, ha sido pionera en la búsqueda de una solución innovadora para este problema, lo que le valió el premio a la Inventora del Año 2025 en la categoría de «Doctorado». Su innovación es gemelo digital diseñado para simular con precisión cómo funcionaría una computadora cuántica y cómo se integraría en un entorno industrial típico. «Con este gemelo digital, podemos operar ordenadores cuánticos en entornos reales, de forma segura, estable y fiable», explica la doctoranda de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Ratisbona.
Las computadoras cuánticas se basan en cúbits — las unidades fundamentales de información de la mecánica cuántica. Un qubit representa el estado de un sistema físico, actúa como portador de información y aprovecha fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento.
Estos estados físicos son extremadamente frágiles. Incluso las perturbaciones mínimas, como los campos electromagnéticos o los cambios sutiles en la estructura de la habitación, pueden dañar los cálculos. Si bien son manejables en un entorno de laboratorio controlado, estos factores representan un desafío importante en una fábrica.
«El funcionamiento fiable de un ordenador cuántico depende realmente de su entorno», explica Safi. «Incluso las pequeñas vibraciones o los cambios de temperatura pueden provocar errores, por eso es tan importante simular y comprender estos efectos desde el principio». Hasta ahora, la industria no ha encontrado sistemas cuánticos lo suficientemente confiables. Sin resultados sólidos y predecibles, su uso en los negocios es demasiado arriesgado. Muchas preguntas sobre dónde colocarlas, qué tan estables serán y su utilidad general dificultan que las empresas decidan si invertir y dónde.
Precisamente aquí es donde el innovador gemelo digital de Safi supone un gran avance. Replica virtualmente una computadora cuántica y su entorno operativo previsto antes de la instalación física. El modelo integra datos de sensores ambientales, estadísticas de errores y simulaciones de posibles fuentes de interferencia con las características de hardware conocidas.
Este enfoque proactivo permite responder de antemano a preguntas cruciales: ¿Puede la computadora cuántica funcionar de manera efectiva en el entorno industrial? ¿Qué tipos de errores se anticipan? ¿En qué medida degradarían la calidad de la computación? ¿Y qué medidas, como un blindaje mejorado, una colocación alternativa o una calibración adaptativa, serían necesarias para estabilizar el sistema?
Por ejemplo, consideremos una nave de producción donde se utilizan robots de transporte, las plantas de fabricación generan vibraciones y las líneas eléctricas crean campos de interferencia electromagnética. El gemelo digital simula el impacto preciso de estos factores en la estabilidad de los cúbits, revelando dónde serían tolerables las tasas de error y, lo que es más importante, dónde no. Además, el gemelo permanece activo durante la operación: en caso de que el entorno cambie debido a modificaciones estructurales o a la introducción de nueva maquinaria, los sensores detectarán estas alteraciones y evaluarán su posible impacto.
Gracias al gemelo digital, las empresas disponen por fin de datos fiables para guiar sus decisiones sobre la computación cuántica industrial. Ahora pueden evaluar completamente los riesgos antes de invertir mucho dinero y comprender claramente lo que se necesita para que el sistema funcione de manera estable.
Como explica Safi: «En mi investigación, exploro el desarrollo conjunto de algoritmos cuánticos y hardware para abordar desafíos industriales y de optimización complejos que son intratables o altamente ineficientes para los métodos clásicos. Esto implica identificar las clases de problemas especialmente adecuadas para la computación cuántica y desarrollar enfoques de modelado eficientes».
Su gemelo digital cierra eficazmente la brecha crítica entre la investigación teórica y la aplicación práctica. Para que las computadoras cuánticas pasen con éxito de los laboratorios especializados a entornos industriales reales, deben ser tan estables, escalables y confiables como los sistemas de TI que utilizamos todos los días.
Hila Safi | Inventora del año | Doctorado