Cómo lograr comunicaciones entre ordenadores cuánticos fiables y eficientes

Conseguir que los datos lleguen tal y como se envían —sin pérdidas, sin distorsiones y sin repetir procesos— es uno de los grandes retos tecnológicos actuales. Durante la transmisión, la información puede perder su calidad debido a las interferencias o “ruido”. Las técnicas clásicas de corrección de errores no son válidas para los sistemas más avanzados, con tecnología cuántica, que plantean escenarios con tasas de fallo superiores.

En este contexto, un equipo de la Universidad de Alicante (UA), el grupo GAdUA (Grup d’Àlgebra de la Universitat d’Alacant), impulsa una línea de trabajo para elevar la fiabilidad y la eficiencia de las comunicaciones entre máquinas cuánticas. El objetivo es claro: desarrollar la teoría y la implementación práctica de métodos de corrección de errores cuánticos que protejan la información de forma robusta, también cuando las condiciones son especialmente exigentes.

El proyecto NCCC (Nuevas Construcciones de Códigos Cuánticos de Subespacio y Convolucionales) forma parte del Plan de Comunicación Cuántica de la Comunitat Valenciana, en el que participan cuatro universidades valencianas, y en el que la UA está trabajando en una propuesta que parte de la constatación de que los sistemas de nueva generación no permiten replicar la información como se hace en los esquemas tradicionales, por lo que hay que replantear la manera de protegerla.

 La literatura científica ya demostró que, en el contexto de comunicación cuántica, es posible “repartir” un dato en varias partes y resguardar su contenido mediante entrelazamiento estructurado; el primer gran paso lo marcó el enfoque del profesor estadounidense Peter Shor Williston, que inspiró desarrollos posteriores hacia códigos de mayor complejidad.

El equipo de investigación GAdUA trabaja ahora en la adaptación al contexto cuántico de dos familias con gran potencial: los códigos de subespacio y los códigos convolucionales. Ambas han demostrado eficacia en comunicaciones clásicas, pero su estructura algebraica compleja ha limitado su aplicación a escenarios cuánticos. El grupo GAdUA de la UA propone abordar esa brecha: estudiar su teoría en profundidad y diseñar nuevas estrategias que traduzcan ese potencial en mejoras tangibles de fiabilidad e integridad de datos cuando viajan a través de un canal cuántico.

“Hablamos de proteger la información cuántica”, ha explicado Diego Napp, investigador principal del proyecto. “Si diseñamos de forma inteligente la protección de los datos antes de enviarlos, podremos corregir muchísimos errores cuánticos que ocurren en estos canales, y así ofrecer garantías en las comunicaciones cuánticas que hoy demandan empresas, administraciones y centros de investigación”.

La trascendencia práctica es amplia. Mejorar la robustez de las comunicaciones impacta en ámbitos críticos: desde servicios digitales que requieren continuidad y seguridad, hasta colaboraciones científico-técnicas distribuidas y aplicaciones industriales en las que una pérdida de integridad supone costes y retrasos. En la práctica, se traduce en más confianza, menos reenvíos y menor consumo de recursos para alcanzar la misma calidad de servicio.

“Nuestra meta es que la fiabilidad deje de ser una aspiración y pase a ser un estándar operativo”, ha subrayado Xaro Soler, investigadora principal del proyecto. “Con soluciones transferibles, damos un paso para que la tecnología funcione siempre que haga falta, sin exigir conocimientos especializados a quien la usa”.

Investigación cuántica con sello alicantino

Este proyecto forma parte de los once que integran el Plan de Comunicación Cuántica, liderado por cuatro universidades de prestigio: la Universitat Politècnica de València (UPV), la Universitat de València (UV), la Universitat d’Alacant (UA) y la Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU-UCH). En conjunto, estas iniciativas abarcan una amplia variedad de líneas de investigación y desarrollo con el propósito de impulsar la tecnología cuántica y sus aplicaciones en ámbitos estratégicos como las telecomunicaciones y la ciberseguridad, consolidando así a la Comunitat Valenciana como un referente en innovación tecnológica a nivel nacional e internacional.

En este caso concreto, el grupo de investigación de la Universidad de Alicante —institución creada en 1979 sobre la base del histórico Centro de Estudios Universitarios (1968)— retoma la vocación de una universidad con raíces que se remontan a 1834. A lo largo de su trayectoria, la UA se ha consolidado como referente en extensión universitaria, cultura e internacionalización, con una clara orientación hacia la transferencia de conocimiento y la conexión con el territorio. Esta línea de investigación refleja plenamente esa vocación: aportar soluciones reales con impacto social y económico.

Sobre el Plan Valenciano de Comunicación Cuántica

El Plan Complementario de Comunicaciones Cuánticas forma parte del Plan de Resiliencia de la UE y que cuenta con un presupuesto total de 76 millones de euros. Este plan busca promover la investigación y el desarrollo en el ámbito de las comunicaciones cuánticas, una tecnología clave para el futuro de las telecomunicaciones.

La Comunitat Valenciana es una de las comunidades que participan en este proyecto desde 2022, junto con Castilla y León, Cataluña, País Vasco, Galicia y la Comunidad de Madrid, así como el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.

En el caso de la Comunitat Valenciana, la financiación de este plan proviene en su mayoría del Ministerio de Ciencia e Innovación y Universidades, que aporta el 65 % de los fondos, equivalentes a 1.169.671,10€, mientras que el 35 % restante, unos 629.822,90€, son financiados por la Conselleria de Educación, Cultura, Universidades y Empleo.