Hila Safi | Inventor del Año | Doctorado
Las computadoras cuánticas tienen la promesa de resolver problemas que las computadoras clásicas simplemente no pueden manejar. En teoría. En la práctica, sin embargo, son increíblemente delicados: un camión que pasa, un zumbido repentino del aire acondicionado o incluso una luz encendida en una habitación adyacente pueden hacer que el sistema reaccione con sensibilidad a los cambios ambientales. Es por eso que estos dispositivos hasta ahora han sido confinados a laboratorios altamente especializados, blindados como pacientes en cuidados intensivos. Para las empresas que buscan integrar computadoras cuánticas en entornos productivos, esto presenta un desafío importante.
Hila Safi, junto con sus colegas, ha sido pionera en una solución innovadora a este problema, lo que le valió el premio Inventor del Año 2025 en la categoría “PhD”. Su innovación es un digital twin diseñado para simular con precisión cómo funcionaría una computadora cuántica y se integraría en un entorno industrial típico. “Con este digital twin, podemos operar computadoras cuánticas en entornos reales, de manera segura, estable y confiable”, explica el candidato a doctorado en la Universidad de Ciencias Aplicadas de Regensburg.
Las computadoras cuánticas dependen de qubits — las unidades fundamentales de información de la mecánica cuántica. Un qubit representa el estado de un sistema físico, actuando como portador de información y aprovechando fenómenos cuánticos como la superposición y el entrelazamiento.
Estos estados físicos son extremadamente frágiles. Incluso perturbaciones mínimas, como campos electromagnéticos o cambios sutiles en la estructura de la habitación, pueden corromper los cálculos. Si bien son manejables en un entorno de laboratorio controlado, estos factores plantean un desafío importante en una fábrica.
“El funcionamiento confiable de una computadora cuántica realmente depende de su entorno”, explica Safi. “Incluso pequeñas vibraciones o cambios de temperatura pueden causar errores, por lo que 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 colocarlos, qué tan estables serán y su utilidad general dificultan que las empresas decidan si invertir y dónde.
Aquí es precisamente donde el innovador digital twin de Safi ofrece 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 preguntas cruciales de antemano: ¿Puede la computadora cuántica operar de manera efectiva dentro del entorno industrial? ¿Qué tipos de errores se anticipan? ¿Cuán significativamente degradarían la calidad de la computación? ¿Y qué medidas, como blindaje mejorado, colocación alternativa o calibración adaptativa, serían necesarias para estabilizar el sistema?
Por ejemplo, considere una sala de producción donde se utilizan robots de transporte, las plantas de fabricación generan vibraciones y las líneas eléctricas crean campos de interferencia electromagnética. El digital twin simula el impacto preciso de estos factores en la estabilidad de los qubits, revelando dónde serían tolerables las tasas de error y, lo que es más importante, dónde no lo serían. Además, el gemelo permanece activo durante la operación: si el entorno cambia debido a modificaciones estructurales o la introducción de nueva maquinaria, los sensores detectarán estas alteraciones y evaluarán su impacto potencial.
Gracias al digital twin, las empresas finalmente tienen datos confiables para guiar sus decisiones sobre la computación cuántica industrial. Ahora pueden evaluar completamente los riesgos antes de invertir mucho dinero y entender 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 la optimización compleja y los desafíos industriales que son intratables o altamente ineficientes para los métodos clásicos. Esto implica identificar clases de problemas especialmente adecuadas para la computación cuántica y desarrollar enfoques de modelado eficientes”.
Su digital twin efectivamente une la brecha crítica entre la investigación teórica y la aplicación práctica. Para que las computadoras cuánticas salgan con éxito de laboratorios especializados a entornos industriales reales, necesitan ser tan estables, escalables y confiables como los sistemas de TI que usamos todos los días.
Hila Safi | Inventor del Año | Doctorado