Entrevista con Alexandra Olaya-Castro, profesora del Departamento de Física y Astronomía del University College de Londres, en el Reino Unido; Medalla Maxwell 2016 y elegida UNESCO-IYQ 2025 Quantum 100

La vida en nuestro planeta depende del Sol. Cuando miramos una hoja de un árbol, estamos en presencia de una maquinaria molecular, invisible a nuestros ojos, que captura fotones, iniciando un proceso que sostiene casi todas las formas de vida: la fotosíntesis.

¿Cómo funciona esta fábrica biomolecular, y cómo logra transformar la energía de la luz solar primero en energía electrónica y luego en energía química con una eficiencia asombrosa? Son preguntas fundamentales que mantienen ocupada la mente de la física teórica colombiana Alexandra Olaya-Castro, profesora y actual líder de la sección de Biofísica del Departamento de Física y Astronomía del University College London (UCL).

Alexandra comienza nuestro encuentro virtual aclarándonos, con su rostro iluminado, que la naturaleza es un laboratorio de sensores de la luz extraordinarios:

“La naturaleza está llena de fotorreceptores que los organismos vivos han desarrollado para adaptarse al ambiente. Los procesos biológicos que usan sensores de luz son fundamentales. Uno de ellos es la fotosíntesis, pero hay muchos otros. Por ejemplo, la proteína rodopsina, el sensor de luz del ojo humano, es un detector muy potente de fotones. Entonces, la fotosíntesis es solamente un ejemplo, pero la cantidad de fotorreceptores y procesos que son iniciados con la luz en la naturaleza son muchos.”

El proceso de absorción de la luz por parte de biomoléculas en los organismos que hacen fotosíntesis es de naturaleza cuántica. Esta absorción transforma la energía de los fotones en energía de excitación electrónica y entonces se inicia un proceso de transferencia de esta excitación electrónica dentro de cada biomolécula y entre biomoléculas, con una eficiencia que ninguna máquina construida por el ser humano ha logrado reproducir.

Alexandra nos explica que muchos de estos procesos se sitúan en la frontera entre la física cuántica y la física clásica: allí donde varios fenómenos no pueden explicarse satisfactoriamente con métodos clásicos, ni semiclásicos.

“Ya desde el doctorado me había interesado ver cómo, luego de absorber la energía, estas biomoléculas la transfieren de una molécula a otra molécula y luego a otra de una manera muy eficiente y así hasta que generan el proceso químico que tienen que generar. Entonces, comparamos con las aproximaciones clásicas, si esas aproximaciones son suficientes para describir el fenómeno o si es necesario usar física cuántica.”

La mecánica cuántica como escenario para enfrentar lo contraintuitivo

Para Olaya-Castro, estudiar sistemas que pueden ser excitados con luz es una elección estratégica: lo que se puede medir facilita el diálogo entre los experimentos y la teoría. En ese diálogo aparece la óptica cuántica, el área de la física que estudia cómo la materia absorbe y emite energía a escalas donde los métodos clásicos dejan de funcionar.

“Necesitamos de la mecánica cuántica para entender estos procesos, ya que suceden en unas escalas de tiempo extremadamente cortos: van entre unos pocos cientos de femtosegundos a un picosegundo [la billonésima parte de un segundo] pero la emisión de la luz de estas moléculas ocurre en el nanosegundo. O sea, mucho después. Entonces, este tiempo que manejan estos procesos, no tenemos más opción que describirlo de manera cuántica.”

En esas escalas de tiempo del orden de femtosegundos predominan procesos electrónicos y nucleares ultrarrápidos que requieren una descripción cuántica.

Pero, ¿qué impulsó a Alexandra Olaya-Castro a dedicarse a comprender los procesos cuánticos?   

En este sentido, explica que para ella la mecánica cuántica no es solo un marco teórico, sino una invitación permanente a dudar. Conceptos como el principio de incertidumbre o la dualidad onda-partícula la atraparon desde muy joven porque obligan a replantear lo que significa entender los fenómenos.

“Mi interés por la cuántica comenzó desde el bachillerato, cuando me enfrenté a conceptos que contradicen la intuición como el principio de incertidumbre: mientras más conozco la posición tienes menos resolución para medir la velocidad. Y muchos otros conceptos que necesitas aprender para describir el átomo, conceptos contraintuitivos, pero que a la vez son predictivos”.

Cuando una gráfica convierte tu investigación en un hito

Durante su doctorado en la Universidad de Oxford, Alexandra Olaya-Castro recuerda una noche que aún hoy la emociona. A las 2:00 am, llevaba horas esperando por una gráfica que describía el comportamiento de los átomos dentro de una cavidad.

“Si tienes acoplos iguales, todo es muy simétrico, cuando tú tienes muchas simetrías en mecánica cuántica, se restringe la dinámica del sistema”, aclara. Cuando finalmente apareció la gráfica, la simetría se había roto y, con ello, se abría la puerta a fenómenos que no existen en sistemas demasiado ordenados. “Recuerdo tener esa gráfica que mostraba lo que pasaba cuando se rompía esa simetría; estaba supercontenta”.

En 2014, ya siendo profesora de UCL, Olaya-Castro y su estudiante doctoral Edward O’Reilly publicaron un resultado fundamental en Nature Communications, donde demuestran cómo ciertas vibraciones de los pigmentos que conforman los complejos biomoleculares, y que asisten la transferencia de excitación electrónica en los primeros pasos de la fotosíntesis, se comportan de manera colectiva, lo que conlleva a exhibir fenómenos indiscutiblemente cuánticos. 

“Mi hipótesis era que esas vibraciones no se comportaban como uno esperaría clásicamente, sino que allí había un proceso cuántico. Y es algo que no se había investigado mucho. Entonces yo formulé la hipótesis de lo que teníamos que probar  y cuáles serían las técnicas que utilizaríamos para verlo.” Alexandra recuerda, sonriente, cuando su estudiante entró en su oficina con la gráfica en la mano, una gráfica que mostraba, efectivamente, la presencia de procesos cuánticos que no tienen un análogo clásico. “Escribimos el paper y lo mandamos a Nature Communications y fue relativamente rápido publicar este resultado,” rememora. “A veces publicar puede tener obstáculos adicionales si tú tienes un nombre como el mío”, subraya.

Esa investigación le valió a Alexandra Olaya-Castro la Medalla Maxwell del Instituto de Física del Reino Unido en 2016, “por su contribución al entendimiento teórico de los fenómenos cuánticos en biomoléculas”.

Alexandra habla con entusiasmo de sus estudiantes, explica que cada estudiante trae consigo un descubrimiento. Y cada descubrimiento, ya sea una gráfica o una confirmación experimental al otro lado del mundo, representa una victoria.

En 2019, otro de sus estudiantes, Stefan Siwiak-Jaszek, investigó los fenómenos cuánticos asociados a la sincronización de las vibraciones moleculares que asisten la transferencia de energía: la posibilidad de que distintos modos se coordinen entre sí mientras la energía se transfiere. “Se me ocurrió investigar si estos modos se sincronizan a medida que la energía se va transfiriendo.”  Este resultado se mantuvo como una predicción teórica hasta que, en 2024, un equipo de investigación en China  logró medir las predicciones de Olaya-Castro y su estudiante. “Eso me hizo muy feliz. Ver que alguien se sentó a estudiar nuestros análisis, hizo los experimentos y midió lo que nosotros predecíamos, fue un momento muy emocionante.”

Sin embargo, sus logros exigieron superar obstáculos que otros científicos no tuvieron que sortear. Mujer y latinoamericana, los sesgos no han dejado de estar presentes a lo largo de su carrera. Alexandra nos comenta sobre las dificultades que ha enfrentado debido a esos sesgos y los mecanismos que implementa para romper los estereotipos. 

Romper el estereotipo: ser mujer, científica y latinoamericana en Europa

A su llegada a Inglaterra, durante el doctorado en Oxford, el sistema de colleges le ofreció redes de apoyo que amortiguaron las diferencias. Pero conforme fue avanzando y haciéndose más visible en la comunidad científica europea, las barreras se volvieron imposibles de ignorar. “Yo no estaba tan consciente de las barreras que uno puede enfrentar siendo mujer en física hasta que llegué a Inglaterra”.

Un episodio que la marcó, ocurrió en una conferencia internacional cuando un investigador muy reconocido le preguntó si estaba allí para servir el vino.

“En ese momento entendí que esa era la manera en la que algunas personas me veían. No de par a par sino de una manera inferior.”  Pero este episodio no la apocó; por el contrario, se convirtió en combustible para comenzar la búsqueda de herramientas y estrategias para romper el estereotipo.

“Decidí siempre contar mi historia para romper el estereotipo, para que quede claro que también hay personas como yo haciendo ciencia. Hoy ya tengo construida una reputación y he roto varias barreras; aun así, sigo enfrentando algunas”.

En un sistema que todavía duda de la autoridad intelectual de una mujer latinoamericana, cada artículo publicado, cada conferencia magistral y cada estudiante formado representan una victoria frente a los sesgos y la discriminación.

Y es que estos sesgos no solo afectan al científico de manera psicológica, sino que tienen una repercusión significativa a la hora de ascender en la carrera u obtener financiamiento para proyectos de investigación.

“Hace un tiempo postulé a una financiación económica en Europa, en un esquema muy prestigioso. Cuando recibí la evaluación de los revisores, uno de ellos me escribió: ‘se siente muy orgullosa de haber recibido la medalla, pero debería dedicarse a hacer otras cosas’.  Otro escribió [parafraseando], ‘Yo puedo hacer lo que ella propone, pero más barato’», rememora Alexandra con desilusión. “Siendo esta una institución europea muy prestigiosa, fue impactante entender que algunos de los evaluadores usan criterios que no necesariamente son científicos. Y esto refleja que no todo tiene que ver con méritos en la ciencia sino trae los sesgos a la luz”.

Liderar para transformar un sistema excluyente

Tras mucha reflexión sobre los obstáculos, por género y origen, enfrentados y que otras personas enfrentan, Alexandra asumió el reto de contribuir más allá de lo personal asumiendo un rol inédito como Vicedecana de Inclusión, Diversidad y Equidad de la Facultad de Matemáticas y Ciencias Físicas de UCL. Cargo que ocupó del 2019 al 2022.

Se postuló al cargo después de reflexionar y estudiar investigaciones sobre los sesgos y desventajas que investigadores como ella, y muchos otros, han enfrentado en sus caminos académicos. Para Olaya-Castro, estos obstáculos no solo afectan a las personas, sino a la ciencia misma:

“La física parece no haber avanzado significativamente en las últimas décadas y una de las posibles razones es que no hay una diversidad suficiente de personas, con diferentes experiencias culturales, que estén aportando a ese conocimiento, o cuyas contribuciones sean reconocidas. El quehacer científico puede ser hostil para ciertos grupos de personas, y muchas veces quien logra avanzar es quien piensa igual a los que ya están allí”.

Desde ese lugar impulsó iniciativas para apoyar a quienes estaban en desventaja y abrió espacios seguros de conversación dentro de la facultad, con el objetivo de transformar las dinámicas de poder:

“Lanzamos una serie de conversaciones con el objetivo de impulsar un cambio en las dinámicas de poder, porque eso es lo que está en la base de todas estas desventajas. Unos tienen el poder y deciden todo, otros no.”

El secreto: mantener la curiosidad y la pasión por aprender

Para Alexandra, la ciencia no es un recorrido lineal ni cómodo. Es un camino atravesado por obstáculos, como cualquier otro, y por tanto con aprendizajes constantes. La diferencia —explica— está en aquello que mantiene viva la motivación. Lo deja claro en su mensaje para las nuevas generaciones:

“Cualquier camino que sigas va a tener obstáculos; la ciencia no es diferente. Lo más importante es que, a medida que avanzas, estés emocionada con lo que estás aprendiendo”. Esa emoción, cuenta, nace de la curiosidad, no de la competencia ni de la presión por descubrir antes que otro científico. “El verdadero motor es la convicción de que quieres aprender y entender esas cosas que te producen curiosidad”. Insiste en que nadie recorre este trayecto en soledad. Reconocer y construir vínculos de apoyo es parte esencial de la práctica científica. “Es muy importante conectarte, establecer relaciones profesionales con una variedad de científicos que pueden formar una red de apoyo para ti. Construir esa red hace toda la diferencia”.

En 2024, Alexandra Olaya-Castro recibió el galardón Freedom of the City of London, un honor que data del siglo XIII y que reconoce sus destacados logros y contribuciones a la vida pública a través de avances científicos en biología cuántica y campos relacionados.

Bibliografía

Olaya-Castro, A., Johnson, N. F., & Quiroga, L. (2004). Scheme for on-resonance generation of entanglement in time-dependent asymmetric two-qubit-cavity systems. Physical Review A, 70(2). https://doi.org/10.1103/physreva.70.020301

O’Reilly, E. J., & Olaya-Castro, A. (2014). Non-classicality of the molecular vibrations assisting exciton energy transfer at room temperature. Nature Communications, 5(1), 3012. https://doi.org/10.1038/ncomms4012

Siwiak-Jaszek, S., & Olaya-Castro, A. (2019). Transient synchronisation and quantum coherence in a bio-inspired vibronic dimer. Faraday Discussions, 216(0), 38–56. https://doi.org/10.1039/c9fd00006b

Admin. (2016, July 1). UCL Physicist receives 2016 award from Institute of Physics | Faculty of Mathematical & Physical Sciences. Faculty of Mathematical & Physical Sciences.

Wang, J., Zou, J., Zhen, Z., Meng, H., Liao, G., Liu, L., Wang, Z., Chen, H., Pu, Y., & Weng, Y. (2025). Quantum phase synchronization revealing few-hundred femtosecond coherence in cryptophyte phycoerythrin 545 antenna from exciton–vibrational coupling. The Journal of Chemical Physics, 162(20). https://doi.org/10.1063/5.0259190

Zhu, R., Li, W., Zhen, Z. et al. Quantum phase synchronization via exciton-vibrational energy dissipation sustains long-lived coherence in photosynthetic antennas. Nat Commun 15, 3171 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-47560-6 DOI: 10.1063/5.0259190

Entrevista a Elena Yndurain, estratega especializada en transformación digital y tecnologías emergentes, autora de libros, directora de producto en Microsoft, profesora honoraria en la Universidad Carlos III de Madrid, profesora adjunta e investigadora principal en tecnologías cuánticas en el IE Business School.

En las últimas décadas, hemos sido testigos de una sorprendente ola de nuevas tecnologías que han remodelado industrias, transformado nuestros hogares y cambiado nuestra forma de ver el mundo, desde el auge de Internet hasta los avances en inteligencia artificial. Ahora, se vislumbra otro avance revolucionario: la computación cuántica. Durante mucho tiempo considerada como algo propio de la ciencia ficción, comentada en voz baja en círculos académicos y objeto de especulaciones en artículos de opinión, en los últimos años la computación cuántica ha ido entrando silenciosamente en el mundo real. Las empresas, los gobiernos y los laboratorios de investigación compiten ahora por explorar sus capacidades, desde la modelización del clima hasta el descubrimiento de fármacos. Y a la vanguardia de hacer que la computación cuántica no solo sea comprensible, sino también aplicable, se encuentra la Dra. Elena Yndurain, visionaria tecnológica, profesora y autora del libro Quantum Computing Strategy: Foundations and Applicability (Estrategia de computación cuántica: fundamentos y aplicabilidad).

La carrera profesional de Elena comenzó en el ámbito de la consultoría, antes de pasar a desempeñar funciones en la industria, donde a menudo se le encomendaba la tarea de introducir nuevas tecnologías en el mercado antes incluso de que la gente supiera que las quería.

«Empecé con la web, la nube, las aplicaciones, los dispositivos móviles y la inteligencia artificial, y creé nuevas categorías de productos basadas en cada nueva tecnología. Por ejemplo, cuando aún no existían las aplicaciones, creé toda una categoría para vincular la investigación y el desarrollo con el mercado. ¿Cómo se introduce este nuevo producto en el mercado? ¿Cómo se crea un mercado para él? Yo creé todo el proceso», aclara Elena.

Cómo detectar los agentes de cambio en sus inicios

A lo largo de una carrera que abarca décadas y continentes, Elena ha analizado las tecnologías emergentes a medida que se desarrollaban en los laboratorios, imaginando sus posibles aplicaciones y tendiendo puentes entre la investigación y la industria, un trabajo que exige una combinación poco habitual de conocimientos técnicos, perspicacia empresarial y una gran dosis de imaginación.

«Lo más emocionante era imaginar lo que se podía hacer con una tecnología concreta. Tenía que imaginar lo que la gente podría hacer, pensar en las posibilidades», explica Elena con entusiasmo.

Sin embargo, por muy fascinante que fuera su papel en el ámbito tecnológico, a menudo se encontraba nadando contra corriente. «Cuando lanzamos las aplicaciones, fue un trabajo un poco solitario, en el sentido de que nadie entendía lo que yo estaba haciendo». A lo largo de sus años en el sector, Elena fue testigo de cómo los gigantes de la industria rechazaban innovaciones que pronto redefinirían mercados enteros, momentos en los que el futuro llamaba a la puerta, pero pocos reconocían el sonido.

«Tengo una lista de famosas últimas palabras de grandes empresas, como nadie va a utilizar la nube o ¿para qué queremos una aplicación? Mucha gente no entendía que el smartphone tenía que ver con las aplicaciones. Recuerdo que cuando trabajaba con Nokia, me preguntaron: » ¿Cuántos teléfonos vamos a vender? Y yo les decía,» no se trata de vender a corto plazo, sino de vender aplicaciones«».

Identificando la próxima gran innovación

El primer encuentro de Elena con la computación cuántica fue igualmente visionario: «Cuando IBM abrió la nube para su ordenador cuántico en 2016, recuerdo haber pensado: «Esto es el futuro, esta es la nueva tecnología«».

Para desarrollar plenamente una visión clara, Elena se propuso profundizar su comprensión de las tecnologías cuánticas, aun sabiendo que ello exigía una sólida base en física. Abordó este reto con humildad, iniciativa y un compromiso inquebrantable con el aprendizaje continuo.

«Pensé: tengo que entender esto; así que leí libros, hice cursos… Cuando trabajaba [como profesor] en la IE Business School, creé un curso para impartir y esa experiencia me obligó a comprenderlo en profundidad».

De una niña precoz con ganas de aprender a líder mundial en computación cuántica en IBM

Con solo 11 años, la madre de Elena la inscribió en un curso de programación informática de verano. Era la alumna más joven de una clase en la que incluso había estudiantes universitarios. Ese primer encuentro con la capacidad de un ordenador para seguir sus instrucciones despertó en ella una pasión que la llevó a destacar en informática, a estudiar matemáticas como doble especialidad en la Universidad de Michigan, a realizar posteriormente un doctorado centrado en la inteligencia artificial y, finalmente, a convertirse en pionera en la industria de la computación cuántica, dando forma al futuro de la tecnología en IBM.

«Cuando IBM estaba creando su equipo de investigación en tecnologías cuánticas, se pusieron en contacto conmigo porque necesitaban a alguien con experiencia en el ámbito empresarial. En aquel momento, el grupo estaba formado por una mezcla de investigadores e ingenieros, pero carecían de personas que entendieran el lado empresarial. Y por eso me uní al equipo».

Durante su etapa en IBM, diseñó una forma innovadora de priorizar los casos de uso mediante el seguimiento de la evolución de sus algoritmos cuánticos subyacentes, trazando lo que podrían lograr con el tiempo y prediciendo el momento en que podrían superar a la informática clásica. Su método también sopesaba si cada algoritmo requeriría máquinas tolerantes a fallos o si podría seguir ofreciendo resultados a pesar del inevitable «ruido» de los sistemas cuánticos actuales. Este marco prospectivo proporcionó a las organizaciones una vía clara y estratégica para decidir qué proyectos cuánticos llevar a cabo y cuándo.

«En IBM, trabajé con una empresa financiera en la elaboración de un mapa de sus aplicaciones a los problemas de la industria, ayudándoles a priorizarlos. Por lo general, las empresas no tienen el tiempo ni los recursos para probar todas las ideas, por lo que se me ocurrió un método flexible para clasificarlas. Creé un gráfico en el que el eje X representaba el tiempo y el eje Y medía la ventaja cuántica [el punto de inflexión en el que los ordenadores cuánticos superan a los sistemas clásicos en tareas específicas]».

Introducir una tecnología disruptiva como la computación cuántica en el mercado requiere algo más que conocimientos técnicos: exige un profundo conocimiento de los clientes, sus necesidades y el valor que se les puede aportar. Elena aportó precisamente esa capacidad, combinando curiosidad, humildad y una mentalidad global, con la habilidad de adaptar las soluciones a las circunstancias únicas de cada cliente.

Educar a la próxima generación y hacer accesible la física cuántica para todos

Polifacética y llena de energía, la carrera de Elena abarca tanto la industria como el mundo académico. También es profesora en la Universidad Carlos III y en el IE Business School de Madrid, donde enseña estrategias en tecnología, computación cuántica y transformación digital a ejecutivos, estudiantes de máster y estudiantes universitarios. Su filosofía docente se centra en hacer accesibles los conceptos abstractos, utilizando analogías del mundo real y aplicaciones industriales para tender puentes entre la teoría y la práctica.

Por eso, conectar la ciencia compleja con el impacto en el mundo real es fundamental en el nuevo libro de Elena, Estrategia de Computación Cuántica: Fundamentos y Aplicabilidad.

«Un día, un profesor de física cuántica me dijo: deberías escribir un libro, necesitamos un libro que combine los negocios con la cuántica; pensó que yo era la persona adecuada para escribirlo».

Escrito originalmente en un inglés no técnico, utilizando analogías, ayudas visuales y comparaciones con el mundo real para hacer accesible el material, su libro explica algoritmos cuánticos esenciales, junto con resúmenes de modalidades de hardware y marcos de programación. Categoriza los problemas más adecuados para la cuántica —que abarcan simulaciones, optimización, IA y comunicaciones seguras— ayudando a los lectores a identificar casos de uso en sus propios sectores.

«Mi libro no es solo para expertos en STEM, sino también para cualquier persona que sienta curiosidad por el potencial de la computación cuántica: desde inversores, responsables de la toma de decisiones y responsables políticos hasta educadores, profesionales de otros campos e incluso aquellos que se dedican a la tecnología y saben poco sobre cuántica».

El libro también explora cómo la computación cuántica puede abordar problemas específicos en once sectores, como el aeroespacial, la eficiencia energética y la agricultura.

La soledad de ser mujer en STEM

Ninguna entrevista con Elena estaría completa sin explorar su experiencia como mujer en el negocio de la tecnología. Desde sentirse aislada en equipos dominados por hombres hasta encontrarse con prejuicios en la contratación y los ascensos, ha soportado y presenciado barreras persistentes.

«Nosotras, como mujeres, nos enfrentamos a muchos retos en STEM. Como somos tan pocas, siempre es un poco difícil crear vínculos o apoyos. A veces me siento aislada porque los equipos no nos consideran realmente con las mismas capacidades, pero lo que también he visto es que, a veces, son los hombres los que nos ayudan», comenta Elena. «En el mundo académico, está bastante mal; los estudiantes tienden a ser menos respetuosos. Además, si eres mujer e intentas ser dura, piensan que estás siendo demasiado dura, pero con los hombres no pasa nada».

En puestos de liderazgo, ha defendido la contratación justa y la igualdad salarial para las mujeres, a menudo guiándolas en el arte de la negociación. Destaca la importancia de los aliados:

«Una vez, en una Startup, tuve que presionar mucho para que una mujer consiguiera el puesto que realmente merecía. Querían contratarla para un puesto inferior al que justificaban sus cualificaciones. El comité quería elegir en su lugar a un hombre con mucha menos experiencia. Había luchado por ello; había luchado mucho. Cuando era jefa de innovación, contraté a muchas mujeres en el equipo, y siempre les ayudé a pensar en su trayectoria profesional y a no ser tímidas y negociar para asegurarse de que conseguían lo mejor para ellas. Sé que las mujeres dudamos a la hora de negociar, creemos que no nos lo merecemos».

Si la carrera de Elena enseña una lección, es que el futuro pertenece a quienes están dispuestos a imaginarlo y luego trabajan duro para hacerlo realidad.

Entrevista con Catherine Lefebvre, Asesora Principal del Anticipador de la Ciencia y la Diplomacia de Ginebra (GESDA) para el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta, una iniciativa de GESDA alojada en el CERN

Imaginemos que estamos en el año 2035. La computación cuántica ha alcanzado cierta madurez, revolucionando industrias y resolviendo problemas complejos a una escala sin precedentes. Las grandes empresas confían en los sistemas cuánticos para acelerar la innovación tecnológica. Pero, ¿se ha repartido equitativamente este progreso? ¿Se ha utilizado la tecnología cuántica para afrontar los retos más acuciantes de la humanidad, como reforzar la seguridad alimentaria mundial, mejorar el acceso global a medicamentos esenciales asequibles y reducir las emisiones de carbono? ¿O ha quedado en manos de unos pocos, ampliando la brecha entre los que se han beneficiado de ella y los que no?

En el marco del Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuántica, entrevistamos a la científica Dra. Catherine Lefebvre, especializada en explorar escenarios futuros relacionados con la computación cuántica. Es Consejera Principal del Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta del Anticipador de la Ciencia y la Diplomacia de Ginebra (GESDA).

«En GESDA, lo que hacemos es anticipar futuros avances científicos y tecnológicos que pueden suceder en los próximos 5 a 25 años, así como los posibles retos relacionados, no solo en cuántica sino también en muchos otros campos científicos. A partir de estos retos, exploramos las oportunidades potenciales para asegurarnos de que estos avances puedan beneficiar a todos, y no solo a los países ricos que suelen desarrollar y utilizar la tecnología. Con un grupo de expertos, trabajamos para acelerar una solución y transformarla en acciones concretas que puedan conducir a un escenario mejor para todos. Así es como co-creamos el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta», Catherine explica.

Preocupados por el impacto de las tecnologías emergentes sobre la humanidad, ella y sus colegas, con la estrecha colaboración de expertos en investigación, diplomacia, industria de todo el mundo, lanzaron el Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta (OQI, por sus siglas en inglés) en octubre de 2022; un paso audaz para hacer que la computación cuántica sea más inclusiva y beneficiosa para nuestra sociedad y nuestro planeta. «La misión del OQI es promover un acceso global, equitativo e inclusivo a la computación cuántica y, a través de ello, explorar aplicaciones de la computación cuántica que beneficien a la humanidad».

La historia nos ha enseñado que cuando las tecnologías transformadoras — como las redes sociales o la inteligencia artificial — se concentran en manos de unos pocos, las consecuencias pueden ser profundas e impredecibles. Hoy, a las puertas de la era cuántica, nos enfrentamos a una encrucijada similar. Si observamos la computación cuántica desde una perspectiva internacional, vemos grandes disparidades: muchos países carecen de la infraestructura, los conocimientos o la financiación necesarios para participar, lo que deja sin explotar un enorme potencial. Si la tecnología cuántica se convierte en dominio exclusivo de las naciones o empresas más ricas, corremos el riesgo de ahondar la brecha digital y reforzar las desigualdades mundiales.

Catherine explica con entusiasmo cómo se involucró en GESDA y cómo ella y sus colegas ayudaron a dar vida al Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta:

«Estaba haciendo una formación en diplomacia científica durante la pandemia cuando tuve la oportunidad de conocer GESDA. Gracias a mi mentor, el profesor Barry Sanders, pude unirme al grupo de trabajo sobre la iniciativa cuántica, y poco después mi implicación creció y pasé a formar parte del equipo de GESDA, como voluntaria. Co-diseñamos una solución que respondiera a la oportunidad que podía presentar la cuántica, traduciéndola en un instituto, que ahora es el OQI. Hacia el final de la fase de incubación del OQI, en 2023, confirmamos al CERN como socio para albergar el instituto y ayudar a ampliarlo durante los tres años del proyecto piloto, con el apoyo de UBS. [el banco suizo UBS Group AG]. Lanzamos oficialmente las actividades en el CERN en marzo de 2024, ¡y ahora celebramos el éxito del primer año del piloto!».

Pero, ¿cuál es exactamente la misión del Instituto de la Ciencia Cuántica Abierta y qué pasos están dando sus interesados? Catherine se sumerge en estas cuestiones con claridad y perspicacia.

Un futuro cuántico prometedor para todos se basa en cuatro pilares

Primer pilar: Acelerar las aplicaciones para la humanidad

«El primer pilar de la actividad OQI es la exploración de aplicaciones. Estamos utilizando el marco de la ONU sobre los Objetivos de Desarrollo Sostenible [ODS] y más allá para explorar dónde podrían aplicarse los enfoques de la computación cuántica a problemas relevantes que ayudarían a acelerar la consecución de los ODS. Para ello, reunimos a equipos multidisciplinares de expertos en cuántica, expertos en la materia y organizaciones de la ONU o grandes ONG de todo el mundo para explorar posibles casos de uso de la computación cuántica que tengan impacto».

Segundo pilar: Acceso para todos

«Una vez que los casos de uso alcanzan la madurez suficiente, colaboramos con socios industriales que donan créditos para la implementación en dispositivos cuánticos: primero en simuladores y luego en QPU [unidades de procesamiento cuántico]. Este es el segundo pilar: centrarnos en el acceso».

Tercer pilar: Avanzar en la creación de capacidad

«El tercer pilar de la actividad se centra en cómo escalar a nivel global, cómo integrar las zonas geográficas desatendidas que no han iniciado su trayectoria cuántica y, en última instancia, participar en la exploración de aplicaciones según sus retos locales. Se trata de trabajar para aumentar la inclusión y el acceso equitativo mediante actividades de formación y capacitación.

El año pasado pusimos en marcha un consorcio educativo con varios proveedores de formación académica e industrial para compartir buenas prácticas, reunir recursos y hacerlos accesibles a las zonas geográficas objetivo, que son África, el Sudeste Asiático y América Latina.

Junto con los miembros del consorcio educativo, OQI está apoyando a organizaciones locales para desplegar actividades educativas, como hackathons. Por ejemplo, habrá un hackathon apoyado por OQI en Ghana en julio, y varios otros en Grecia, Egipto, Tailandia, etc., en 2025 y 2026. Además, estamos estudiando programas de tutorías y prácticas que ayuden a crear capacidad de conocimiento a escala mundial».

Cuarto pilar de actividad: Activar la gobernanza multilateral para los SDGs

«El otro público objetivo de la OQI en términos de educación son los diplomáticos, embajadores y responsables políticos. Esto se enlaza con el cuarto pilar, que se refiere a la gobernanza y la diplomacia científica. Dotar a los diplomáticos de información científica sobre lo que significa la cuántica, en qué punto nos encontramos en términos de desarrollo tecnológico, cuáles son los posibles retos y las implicaciones geopolíticas; proporcionamos una plataforma neutral de múltiples partes interesadas para fomentar un diálogo multilateral con el objetivo de acelerar un enfoque de gobernanza eficaz.

Hemos diseñado un Juego de Diplomacia Cuántica, que es una simulación de juego de rol para sumergir a los participantes en la anticipación de las implicaciones geopolíticas de la computación cuántica y explorar activamente la gobernanza multilateral. El juego se jugó en Washington y en la Universidad Técnica de Múnich a principios de este año y se «jugará» en Filipinas, Costa Rica, etc. durante el proyecto piloto de OQI».

Retos para garantizar el uso de la ciencia cuántica para el bien y para todos

Catherine reflexiona sobre la naturaleza colaborativa del trabajo del OQI y destaca los principales retos a que enfrenta, estableciendo puentes de conocimiento y comunicación entre las distintas partes interesadas y geografías.

«Uno de nuestros grandes retos está en la traducción. Voy a ponerles un ejemplo concreto de desarrollo de aplicaciones. Como se trata de equipos multidisciplinares, tenemos que encontrar constantemente la manera de hablar un lenguaje común para ser eficaces en la colaboración entre, por ejemplo, expertos en cuántica y expertos en otras áreas.

Otro reto es capacitar a los investigadores y desarrolladores que quieran participar con ideas para llevar adelante una aplicación. Hemos desarrollado una metodología rigurosa para guiar a los participantes desde la idealización hasta la prueba de concepto, de modo que propuestas sólidas puedan conducir a la implementación de las aplicaciones en ordenadores cuánticos en el futuro. La situación actual es que muy pocos participantes de zonas geográficas desatendidas por la cuántica tienen el nivel suficiente para contribuir de forma significativa a la creación de aplicaciones sólidas, por lo que nos queda mucho por hacer en la OQI y con nuestros colaboradores. Esta es la realidad, y también valida la necesidad de nuestras actividades educativas».

Aunque estos retos ponen de manifiesto la complejidad de crear aplicaciones cuánticas de alta calidad, Catherine subraya la importancia de fomentar la colaboración mediante el rigor, la resistencia y la resolución de problemas prácticos.

«Tenemos que ser realistas; nadie aprende cuántica de la noche a la mañana, y no todo el mundo necesita conocer la informática cuántica en profundidad. A la hora de explorar aplicaciones, es importante contar con expertos locales que conozcan sus retos, sus propias realidades, y así estas aplicaciones podrían tener un impacto real, especialmente en comunidades y geografías desatendidas. Por ejemplo, en algunas zonas quieren prevenir las catástrofes naturales y nosotros podríamos predecir las inundaciones con mayor exactitud gracias a la computación cuántica. Este es un problema real en Malasia, por ejemplo, es un problema cercano a su corazón. En OQI, estamos apoyando el desarrollo de casos de uso que tengan impacto, y colaborando con las autoridades locales para que el impacto pueda dirigirse a estos países afectados».

La pasión por la ciencia y la colaboración como motivación para impulsar cambios globales

El enfoque de OQI refleja algo más que una estrategia: habla de los valores que han guiado la trayectoria de Catherine desde el principio. No solo le motiva la tecnología en sí, sino también la colaboración mundial que puede fomentar y los retos globales que puede abordar. Una profunda pasión por la ciencia cuántica y una firme creencia en el poder de la colaboración han conformado la trayectoria profesional de esta notable mujer de la cuántica desde que era una niña.

«Cuando tenía seis años, decidí que quería ser químico, ¡aunque a esa edad no sabía realmente lo que eso significaba! Como estudiante de licenciatura, lo primero que aprendí fue que odiaba los laboratorios experimentales de química y, por suerte, enseguida encontré un curso sobre mecánica cuántica aplicada a la química y me dije, esto es, esto es sobre lo que más quiero aprender. Acabé haciendo un doctorado en química teórica y física molecular. A partir de ahí, trabajé como investigador durante varios años. Aparte de la cuántica, mi otra pasión, que ha crecido desde mis años de doctorado, es la colaboración. Mi tesis doctoral fue en co-tutela entre dos universidades, en Quebec y en París, y aprendí a tender puentes entre los dos departamentos de química y física de dos países distintos. Como teórico, también colaboré con experimentadores de varios países. Conocer distintas culturas científicas y distintos enfoques de la ciencia fue maravilloso. Este contacto tan temprano alimentó mi pasión por la colaboración y definió mi papel y mi carrera como investigador, y me llevó a la diplomacia científica».

Aunque 2035 no está tan lejos, la computación cuántica aún está en pañales. El futuro está abierto, lo que significa que tenemos una oportunidad única de colaborar en su desarrollo para el bien común. Y todo el mundo puede participar.

«Para participar en la diplomacia científica en acción, como lo que hacemos en OQI en el campo de la computación cuántica, no hace falta ser necesariamente un experto en cuántica. Para los no expertos, es una oportunidad de mantenerse informados sobre el desarrollo científico y participar activamente en la configuración del futuro a través del diálogo y el intercambio entre los científicos y los responsables de la toma de decisiones».

Aunque la OQI se centra principalmente en la computación cuántica, otras tecnologías cuánticas emergentes también pueden contribuir a abordar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Es esencial que los diplomáticos y organizaciones como GESDA permanezcan atentos a estos avances.

«Mi mensaje para todos es que lo importante es ser curioso, comprender la importancia de la cooperación en la intersección de la ciencia y la diplomacia. Tenemos esta gran oportunidad de aplicar la cuántica en beneficio de toda la humanidad».

Imagen de cabecera: Marc Bader.