En la actualidad, el campo de la ingeniería a nivel mundial está presenciando un cambio importante gracias a la llegada de las tecnologías cuánticas. Este nuevo campo combina conocimientos avanzados de física y matemáticas junto a la informática y la innovación aplicada. Aunque muchas de sus aplicaciones se encuentran todavía en etapas experimentales o piloto; el rápido ritmo de desarrollo y la inversión internacional señalan que su impactó en diversas áreas de la ingeniería -desde el diseño estructural hasta la ciberseguridad- es inevitable.

Fundamentos: ¿Qué es la tecnología cuántica?

La tecnología cuántica es real y ya está en desarrollo. A diferencia de las computadoras tradicionales, que usan “bits” (que solo pueden ser 0 o 1, como un interruptor prendido o apagado), las computadoras cuánticas usan “qubits”.

¿La diferencia? Un qubit puede ser 0, 1… o ¡los dos a la vez! Esto es posible gracias a un fenómeno llamado “superposición cuántica”. Además, los qubits pueden estar “entrelazados” (lo que le pasa a uno, le pasa al otro, aunque estén lejos), lo que permite que procesen información en paralelo y mucho más rápido.

Los computadores cuánticos actuales usan tecnologías avanzadísimas, como átomos ultrafríos o circuitos especiales, y son tan delicados que solo funcionan a temperaturas casi igual a las del espacio exterior (muy cerca del cero absoluto).
Empresas como IBM, Google o startups especializadas lideran esta carrera, mientras universidades investigan para encontrar aplicaciones prácticas.

Aplicaciones reales de tecnologías cuánticas en ingeniería

Ingeniería civil y ambiental:

En 2025, investigadores de la Universidad de Colorado (Boulder) desarrollaron un innovador sensor cuántico en fibra óptica, capaz de medir en tiempo real variables como temperatura, tensión y vibraciones con precisión inédita. Esta tecnología permite un monitoreo continuo y predictivo de infraestructuras (puentes, túneles, tuberías) y del entorno geofísico (terremotos, flujos subterráneos), facilitando el mantenimiento y la detección temprana de riesgos ambientales.

Ingeniería industrial y de sistemas:

IonQ, líder en computación cuántica de iones, se alió en 2025 con la empresa sueca Einride para aplicar algoritmos cuánticos a la optimización de rutas y programación de flotas de camiones eléctricos autónomos. Este tipo de soluciones permite abordar problemas de enrutamiento y scheduling a gran escala, mejorando la eficiencia y reduciendo costos. Otras colaboraciones (con Airbus y Thompson Machinery) aplican computación cuántica en la carga de aviones y mantenimiento predictivo industrial. Además, empresas de telecomunicaciones y energía, como EPB en EE. UU., están instalando ordenadores cuánticos para optimizar redes eléctricas y explorar aplicaciones en seguridad de datos.

Ingeniería eléctrica y energías:

En España, la empresa Ayesa implementó en 2025 un piloto de optimización cuántica para la red eléctrica nacional. Utilizando formulaciones QUBO y hardware cuántico, lograron optimizar la topología de la red y anticipar la demanda, minimizando riesgos de apagones y mejorando la estabilidad. Los algoritmos cuánticos permitieron obtener soluciones en minutos, frente a horas de cómputo clásico.

Ingeniería biomédica y farmacéutica:

Pasqal y Qubit Pharmaceuticals, utilizando hardware cuántico de átomos neutros, lograron en 2025 ejecutar algoritmos cuánticos para el análisis molecular crítico en el diseño de fármacos. Este avance permite simular la interacción de proteínas y moléculas de agua, acelerando el descubrimiento de medicamentos y la medicina personalizada. Plataformas como IBM Q y AWS Braket ya son utilizadas para simulaciones en química computacional y optimización biomédica, abordando problemas inabordables con computadoras tradicionales.

Avances recientes en computación cuántica: hardware, algoritmos y empresas líderes

  • IBM anunció en junio de 2025 su hoja de ruta hacia la tolerancia a fallos, con el desarrollo del sistema “Starling” (~200 qubits lógicos, objetivo: 2029) y un centro de datos cuántico en Poughkeepsie (EE.UU.), adoptando arquitecturas modulares.
  • Google presentó nuevos estudios sobre escalabilidad de qubits superconductores, concluyendo que alcanzar millones de qubits requerirá alianzas globales y megainfraestructura tipo CERN. Actualizó su chip de 72 qubits “Willow” y avanzó en técnicas de corrección de errores.
  • IonQ expandió sus aplicaciones industriales con acuerdos en Japón (Toyota Tsusho) y Europa (Einride, centros de innovación en Suecia), y firmó un convenio con la utility EPB de Tennessee para instalar hardware cuántico en redes reales.
  • D-Wave lanzó Advantage2, su procesador de recocido cuántico de sexta generación (4.400+ qubits), que ya se usa en optimización de redes móviles, manufactura automotriz y programación de personal.
  • Quantinuum (antes Honeywell/CQ) lidera en fidelidad de puertas cuánticas con su sistema trap-ion (QCCD) y prepara el lanzamiento de Gen QAI, integrando aplicaciones de IA y química cuántica.
  • QuEra y Pasqal han avanzado en simulación cuántica basada en átomos neutros y colaboran con gigantes tecnológicos como NVIDIA y QubitPharma, liderando investigaciones en química y modelado molecular.

Algoritmos cuánticos de impacto en ingeniería

  • Variational Quantum Eigensolver (VQE): Permite simular moléculas y materiales complejos, útil en química computacional, ciencia de materiales y energía.
  • Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA): Aplicado a problemas de optimización combinatoria en logística, producción y redes.
  • Shor: Factorización rápida de enteros, relevante para seguridad y criptografía.
  • Grover: Aceleración en búsqueda de bases de datos, con aplicaciones potenciales en sistemas de información y grandes volúmenes de datos.

Estos algoritmos, junto a herramientas híbridas (cuántico+clásico), ya se están probando en proyectos piloto industriales y científicos en todo el mundo.

Perspectiva internacional y desafíos

La Unión Europea y EE. UU. lideran la inversión en investigación cuántica, impulsando proyectos como Quantum Flagship y el National Quantum Initiative. China ha desplegado redes de comunicación cuántica para seguridad estratégica.

Los principales retos siguen siendo la corrección de errores, la escalabilidad y la integración con infraestructuras existentes. Para alcanzar aplicaciones prácticas masivas, se requerirá colaboración internacional y desarrollo de talento especializado.

Estado de la ingeniería cuántica en Colombia y caminos para la actualización

Aunque Colombia aún no cuenta con centros propios de supercomputación cuántica ni despliegues industriales de esta tecnología, diversas universidades han comenzado a desarrollar semilleros, cursos y grupos de investigación en computación, óptica y comunicaciones cuánticas. Iniciativas institucionales y convocatorias de Minciencias, junto con el interés global en el tema, han impulsado la participación de académicos e ingenieros colombianos en redes y eventos internacionales.

Sin embargo, la adopción de tecnologías cuánticas en la industria nacional todavía es incipiente, y persisten retos como la baja inversión en infraestructura, la escasa integración universidad-empresa y la ausencia de programas especializados de formación avanzada.

Aun así, existen múltiples rutas para la actualización profesional:

  • Acceso a cursos virtuales, microcredenciales y simuladores cuánticos ofrecidos por universidades nacionales e internacionales.
  • Participación en semilleros y grupos de estudio interdisciplinarios dentro de las facultades de ingeniería.
  • Colaboración en proyectos, bootcamps y desafíos promovidos por empresas tecnológicas y redes globales.
  • Seguimiento a publicaciones, foros y seminarios internacionales sobre el estado del arte en tecnologías cuánticas.

A medida que el país amplía su agenda digital y fortalece la formación STEM, la ingeniería colombiana tiene la oportunidad de posicionarse en este campo emergente a través de la formación continua, la participación en comunidades científicas y la búsqueda de alianzas estratégicas.

Comunicaciones SCI

Fuentes y recursos recomendados

• IBM Quantum Experience
• Quantum Country
• Google Quantum AI
• Curso MITx Quantum Computing Fundamentals
• IEEE Quantum Initiative
• arXiv Quantum Physics
• Nature, IEEE Spectrum, ScienceDirect, blogs corporativos y notas de prensa (2025).