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 que se enciende en una habitación adyacente pueden hacer que el sistema reaccione de manera sensible a los cambios ambientales. Es por ello que estos dispositivos hasta el momento han sido confinados a laboratorios altamente especializados, blindados como pacientes en cuidados intensivos. Para las empresas que aspiran a integrar computadoras cuánticas en entornos productivos, esto presenta un desafío importante.
Hila Safi, junto a 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 gemelo digital diseñado para simular con precisión cómo funcionaría una computadora cuántica y se integraría en un entorno industrial típico. “Con este gemelo digital, podemos operar computadoras cuánticas en entornos reales — de manera segura, estable y confiable”, explica el candidato a doctorado de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Regensburg.
Las computadoras cuánticas dependen de qubits — las unidades fundamentales de la mecánica cuántica de la información. 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 sumamente 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, razón por la cual 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 fuertes 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 gemelo digital 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? ¿Qué tan 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 gemelo digital simula el impacto preciso de estos factores en la estabilidad de los qubits, revelando dónde serían tolerables las tasas de error y, crucialmente, dónde no lo serían. Además, el gemelo permanece activo durante la operación: En caso de que el entorno cambie debido a modificaciones estructurales o la introducción de nueva maquinaria, los sensores detectarán estas alteraciones y evaluarán su impacto potencial.
Gracias al gemelo digital, 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 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 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 gemelo digital efectivamente une la brecha crítica entre la investigación teórica y la aplicación práctica. Para que las computadoras cuánticas salgan con éxito de laboratorios especializados y entren en 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