Por qué Estados Unidos necesita un 'Openheimer cuántico' para vencer a China en la carrera cuántica

La mecánica cuántica tiene el potencial de cambiar el mundo más allá de nuestra imaginación más salvaje. Si bien hay muchos desafíos que primero deben superarse, la tecnología cuántica Promete para revolucionar muchas áreas de la vida, desde la informática y las finanzas hasta la criptografía y el descubrimiento de fármacos. Estas infinitas posibilidades han llevado a muchos países a crear sus propios programas cuánticos nacionales para avanzar en el progreso, que están respaldados por miles de millones de dólares, libras, euros o yuanes.

La nación que lidera la carrera hasta ahora para aprovechar el poder de las tecnologías cuánticas es China. El país ha construido una red de fibra óptica con seguridad cuántica de 2000 km y en 2017 demostró comunicaciones satelitales con seguridad cuántica. En 2019 y 2020, la demostración de China de “ventaja cuántica”, un umbral crítico en el camino hacia las poderosas computadoras cuánticas, reveló además una sofisticación y aceleración de su programa de información cuántica.

Tanto en los círculos políticos como científicos, algunos se apresuran a descartar el progreso reciente de China, ven las publicaciones chinas con escepticismo y afirman que el país es un “tigre de papel”. Sin embargo, un examen más detenido de la investigación cuántica china publicada revela un nivel de detalle, resultados y colaboración con investigadores occidentales que sugieren que el tigre tiene dientes. De hecho, los chinos están priorizando y dominando el espacio cuántico, con toda la intención de ganar esta carrera tecnológica.

El rápido progreso de China es aún más preocupante para EE. UU. cuando se considera que Estados Unidos estaba muy por delante de China en tecnología cuántica a principios de siglo. Esta reversión se ha atribuido a la reducción de los fondos federales de EE. UU. para la investigación cuántica entre 2005 y 2015.

Sin embargo, esta explicación simplifica demasiado los fracasos de EE. UU. y tampoco le da crédito a China por sus propios avances. Inevitablemente, la situación se lamenta en los EE. UU., con preocupaciones que van desde que China desarrolle una computadora cuántica capaz de descifrar nuestros códigos más seguros hasta capacidades militares e industriales chinas avanzadas que superan ampliamente a las nuestras.

Dado el compromiso y el progreso constantes de China, la conversación en los EE. UU. ahora debe centrarse en hacer preguntas serias sobre nuestro nivel de compromiso y sobre la necesidad de crear un cronograma para acelerar el programa cuántico de los EE. UU. Dichos debates deben centrarse en la defensa a corto plazo, la participación de la industria y las acciones políticas que aborden directamente la pregunta: ¿cómo puede Estados Unidos alcanzar y superar a China en la carrera cuántica?

Un “zar cuántico”

En 2019, EE. UU. autorizó 1.3 millones de dólares de financiación federal durante cinco años para la investigación y el desarrollo cuánticos. La mayor parte del dinero se destina a los laboratorios nacionales y las universidades académicas para la investigación, el desarrollo de nuevos planes de estudios cuánticos, la construcción de bancos de pruebas cuánticos y el crecimiento de la fuerza laboral cuántica. A su vez, se espera que estos laboratorios y universidades nacionales involucren a socios de la industria para fomentar una industria cuántica de EE. UU. con acceso a inversiones privadas que conduzcan a la comercialización.

Desafortunadamente, esta estrategia se basa en tres supuestos erróneos, todos relacionados con el tiempo. En primer lugar, tenemos una estrategia de "dejar que florezcan 100 flores" que asume que EE. UU. tiene mucho tiempo para explorar, madurar y luego recortar caminos infructuosos de una diversidad de soluciones cuánticas.

En segundo lugar, supone que los laboratorios nacionales y las organizaciones académicas independientes de la nación avanzarán en la tecnología cuántica a un ritmo que iguale, o incluso supere, a los competidores chinos. Y tercero, asume miles de millones de dólares en inversión privada para hacer la transición de la investigación a soluciones maduras impulsadas por el mercado.

El programa cuántico chino, por el contrario, está dirigido por el físico cuántico Pan Jian-Wei y es administrado por un grupo estrechamente coordinado de socios académicos, gubernamentales y de la industria. El programa cuenta con buenos recursos, con un presupuesto anual estimado en miles de millones de dólares, y cuenta con el pleno apoyo del Partido Comunista Chino. La carrera cuántica de Estados Unidos con China podría compararse en cierto modo con la carrera por desarrollar tecnología nuclear en la década de 1940.

Hay pocos esfuerzos pasados ​​​​en tiempos de paz que coincidan con la magnitud científica y la urgencia asociadas con el comienzo de la era cuántica.

Para atrapar a los alemanes, EE. UU. creó el Proyecto Manhattan, donde los socios gubernamentales, académicos y de la industria trabajaron en gran medida bajo el liderazgo de Robert Oppenheimer. Guió con éxito los avances en ingeniería e I+D nucleares básicos necesarios para superar a los alemanes.

Oppenheimer entendió la urgencia de la situación, junto con las complejidades de la tecnología y los desafíos de coordinar de manera efectiva las fuerzas de trabajo científicas y de ingeniería especializada. Era el director de una gran orquesta científica, con los mejores científicos e ingenieros del país como músicos.

¿Dónde está nuestro Oppenheimer para la competencia de hoy para desarrollar tecnología cuántica? ¿Cuándo comienza el proyecto cuántico? Las instituciones e investigadores estadounidenses se encuentran entre los mejores del mundo, pero sin un programa coordinado bajo un liderazgo cohesivo, permaneceremos a la sombra de China.

Si EE. UU. va a tener éxito en superar a China, debe implementar una estrategia simplificada y convergente coordinada en torno a un "zar cuántico" con conocimientos técnicos y habilidades programáticas. Esta persona debe tener la discreción para dirigir y distribuir fondos significativos y sostenidos de I+D a organizaciones públicas y privadas en todo el país.

Deben supervisar la selección de los diversos enfoques y soluciones técnicas de manera cuidadosa pero rápida. El zar debe formular y ejecutar una estrategia que priorice el despliegue rápido de soluciones cuánticas a corto plazo y aproveche al máximo los socios industriales únicos y tecnológicamente avanzados de la nación.

La rivalidad cuántica entre Estados Unidos y China crea barreras dañinas para el progreso

Esto no es poca cosa y hay pocos esfuerzos pasados ​​en tiempos de paz que coincidan con la magnitud científica y la urgencia asociadas con el comienzo de la era cuántica. Pero si EE. UU. va a plantear un desafío serio al esfuerzo cuántico chino que se acelera rápidamente, debe implementar una nueva estrategia que reconozca la ventana de oportunidad que se cierra del país y la necesidad de una estrategia más enfocada técnica y organizativamente.

EE. UU. debe avanzar urgentemente en su conversación nacional de una discusión tecnocéntrica a una centrada en los desafíos organizacionales y de tiempo para acelerar el progreso del programa cuántico de la nación.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/why-the-us-needs-a-quantum-oppenheimer-to-beat-china-in-the-quantum-race/