Els centres tecnològics CTIC, Eurecat i ITG han presentat avui a Madrid els resultats dels dos últims anys de treball conjunt, en el marc de la Xarxa d’Excel·lència Cervera ARQA, que demostren el potencial de la computació quàntica per resoldre tasques complexes com l’anàlisi i classificació d’imatges satel·litàries, l’optimització del repartiment energètic i la generació d’imatges per detectar fraus.

“Tenim l’objectiu d’acostar la innovació i les tecnologies quàntiques a les empreses perquè tindrà grans impactes a mitjà i llarg termini en molts sectors” ha destacat el director general de CTIC, centre tecnològic coordinador de la xarxa ARQA, Pablo Coca. “Iniciatives com la Xarxa ARQA, gràcies al finançament del CDTI a través del programa Cervera, permeten a organitzacions com les nostres treballar en equip per fer avançar les tecnologies, alhora que ens permeten posar en coneixement de les empreses i de la societat l’estat i potencialitat real d’aquestes tecnologies”.

“Des del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, celebrem poder participar en aquesta jornada de desenvolupament tecnològic organitzada per la Xarxa ARQA, una oportunitat estratègica perquè les nostres empreses s’acostin a la computació quàntica i puguin conèixer de primera mà el seu desenvolupament al nostre país, així com col·laborar amb experts per desenvolupar solucions innovadores i explorar la seva aplicació a reptes reals. ARQA, com a Xarxa d’Excel·lència Cervera, és un espai clau en l’impuls de la innovació i el desenvolupament tecnològic en aplicacions de computació quàntica, per posicionar el nostre país en l’avantguarda d’aquestes tecnologies”, ha destacat sobre la jornada la secretària General d’Innovació, Teresa Riesgo.

La jornada d’avui ha comptat també amb la presència de la cap de l’Àrea de l’Oficina per a l’Espanya Digital 2030 i Internacionalització, Susana de Prado Hernández, que ha presentat l’Estratègia Espanyola de Tecnologies Quàntiques, i amb el director General de Centre pel Desenvolupament Tecnològic i la Innovació (CDTI), José Moisés Martín Carretero, que ha clausurat l’acte.

L’anàlisi d’imatges satel·litàries mitjançant tecnologia quàntica per millorar la gestió del territori

Els demostradors desenvolupats per la Xarxa ARQA permeten mostrar a les empreses els coneixements aconseguits en l’àmbit de la computació quàntica i el potencial per oferir solucions reals i transferibles a mitjà termini. Un dels demostradors quàntics realitzats per la Xarxa ARQA sota la coordinació d’Eurecat se centra en el problema de la classificació de les imatges satel·litàries.

Sobre imatges d’un dataset preses pel Satèl·lit Sentinel 2, s’ha desenvolupat una eina que permet identificar els elements presents com a rius, boscos, carreteres, llacs o ciutats per a classificar-les en funció dels seus continguts.

Amb aquest demostrador “s’han explorat els avantatges d’utilitzar tres tipus d’algorismes en fer aquesta classificació: computació clàssica, quàntica simulada i quàntica pura”, ha afirmat l’investigador principal del Grup de Recerca de Computació Quàntica d’Eurecat, Adan Garriga. “Els resultats obtinguts exemplifiquen com la computació quàntica pot ser aplicada de manera efectiva a aquesta mena de problemes”, ha conclòs Garriga.

Optimitzar l’ús d’energies renovables gràcies a la computació quàntica

Un altre dels demostradors d’ARQA, coordinat pel centre tecnològic ITG, està enfocat a millorar la rendibilitat de sistemes en comunitats energètiques, on la generació, les càrregues i el repartiment d’energia són clau per reduir costos i aprofitar al màxim l’energia renovable generada. Considerant factors com la previsió de l’energia solar, el consum dels diferents usuaris i els preus del mercat elèctric, s’ha testat aquesta tecnologia en el cas concret i real d’una comunitat energètica.

“Mitjançant algorismes quàntics d’optimització combinatòria és possible identificar la millor manera de distribuir l’energia de generació renovable dins d’una comunitat energètica, augmentant la rendibilitat d’aquesta per a tots els usuaris que en formen part”, ha explicat Óscar González, director d’IA i TIC a ITG.

En concret, els algorismes analitzen i gestionen la distribució d’energia renovable i l’assignació de recursos, obtenen els temps òptims de càrrega i descàrrega i les operacions de càrrega flexible. “Hem dissenyat múltiples escenaris a partir de les dades del Laboratori de SmartGrids del nostre centre d’experimentació avançada, i hem pogut provar com els algorismes quàntics desenvolupats resolen amb èxit aquesta problemàtica, prenent les de descàrrega de bateria en moments clau i d’activar les càrregues en l’horari més avantatjós”, ha comentat Óscar González.

D’aquesta manera, la solució redueix els costos de l’energia, augmenta l’eficiència i disminueix l’emissió de gasos d’efecte d’hivernacle, mostrant el camí cap al mercat energètic del futur.

La tecnologia quàntica aplicada a la detecció de fraus en imatges generades per la IA

Un altre dels camps on la computació quàntica pot aportar grans beneficis és el de la Intel·ligència Artificial Generativa. El tercer demostrador de la Xarxa ARQA aplica la computació quàntica a un risc de seguretat que amenaça als entorns bancaris, legals i administratius: la generació de signatures manuscrites amb IA generativa.

Sota la coordinació de CTIC, aquest demostrador ha explorat l’ús de xarxes generatives adversàries quàntiques (QGANs) per entrenar un model generador, que aprèn a generar signatures sintètiques, i un model discriminant, que aprèn a detectar si la signatura és veritable o falsificada.

“Els resultats mostren signatures sintètiques cada vegada més realistes, i un discriminant quàntic capaç de diferenciar bé el fons del traçat i donar un feedback adequat al generador. El model purament quàntic ha donat molt bons resultats, malgrat la seva complexitat, demostrant el potencial de l’aplicació de la computació quàntica en aquest àmbit”, ha explicat Luis Meijueiro, líder de l’equip de computació quàntica de CTIC.

El paper clau dels centres tecnològics i el finançament públic en el futur quàntic

El mercat mundial de les tecnologies quàntiques avança amb rapidesa, estimant-se que aconseguirà un valor global de 152.000 milions d’euros en 2040. En aquest context, la inversió pública en ciència i tecnologia permetrà transformar el coneixement en impacte real.

La Xarxa d’Excel·lència Cervera ARQA, coordinada per CTIC Centre Tecnològic al costat d’Eurecat i ITG, és una aliança estratègica que impulsa l’R+D en aplicacions de computació quàntica orientades al teixit empresarial, des de la millora de processos fins al desenvolupament de nous serveis.

Finançada pel Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats, a través del CDTI, mitjançant el programa Cervera Centres Tecnològics d’Excel·lència 2023 i els fons europeus NextGenerationEU, aquesta iniciativa posiciona als centres tecnològics com a motors d’innovació en el camp de la computació quàntica, i garanteix que Espanya estigui en l’avantguarda de la nova economia quàntica.

La jornada d’avui s’ha celebrat al Campus Princesa de la Universitat de Nebrija amb el suport del Centre pel Desenvolupament Tecnològic i la Innovació del Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats.