"Inside Scoop" de Inside Quantum Technology: energía cuántica y limpia

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La energía limpia ofrece muchos beneficios para nuestro medio ambiente y puede ser un lugar clave para que brille la tecnología cuántica.

By kenna hughes-castleberry publicado el 24 de febrero de 2023

Con la costos en aumento de los combustibles fósiles, específicamente la gasolina, muchas empresas y organizaciones están interesadas en utilizar energías limpias, como solar o energía eólica, como fuente de energía. Si bien estos tipos de fuentes de energía renovable pueden ser útiles para reducir las emisiones de carbono, así como para evitar el uso de recursos limitados o generar más contaminación, escalar estas fuentes para que sean rentables y accesibles es un desafío actual. Muchos expertos postulan que la tecnología cuántica podría ser beneficiosa para escalar estas fuentes de energía limpia, desde optimización problemas de química cuántica.

Beneficios de la computación cuántica

La investigación actual sobre energía renovable (RE) teoriza muchas maneras en que la tecnología cuántica puede ser un beneficio para esta industria. Según Ph.D. investigador obafemi olatunji, de las Universidad de Johannesburgo en Sudáfrica, “la computación cuántica se puede utilizar en la evaluación y el pronóstico de recursos avanzados, la ubicación y asignación de instalaciones de ER, la mejora de la eficiencia de la conversión y el almacenamiento de energía, la integración y clasificación de recursos, el monitoreo de condiciones de la infraestructura de ER, etc.” de predecir patrones meteorológicos desde los mejores momentos para recolectar energía solar hasta optimizar una red eléctrica para una comunidad suburbana, la versatilidad de la computación cuántica ofrece muchos beneficios para aquellos que buscan usar energía renovable. Otros investigadores han especulado que la computación cuántica también puede ser útil para optimizar duración de la batería utilizando la química cuántica, que a su vez podría ayudar a crear vehículos eléctricos más eficientes. Estas son solo algunas de las muchas oportunidades para aplicar la energía cuántica a la energía limpia.

Hacer que la energía limpia sea asequible

Además de los desafíos típicos de la computación cuántica (su fragilidad y errores), también existe el problema mayor de hacer que la energía limpia sea más asequible de implementar. Históricamente, las ganancias de la energía limpia han tenido dificultades para mantenerse al día con las ganancias de los combustibles fósiles, lo que dificulta su implementación comercial. Sin embargo, gracias al aumento de los costos de los combustibles fósiles, así como a la disminución del costo de las energías renovables, las cosas pueden cambiar. Solo el costo de la energía solar se redujo 77% de 2010 a 2018, lo que sugiere que pueden seguir otras fuentes de energía limpia. Investigadores como Olatunji creen que la computación cuántica podría hacer que la energía limpia sea más asequible y accesible para que otros la exploren y la usen. “Esta [computación cuántica y otras tecnologías avanzadas] también mejoraría la accesibilidad, ya que la capacidad predictiva mejoraría junto con la eficiencia de la red y la arquitectura de seguridad a lo largo de la cadena de valor”, afirmó Olatunji. “La eficiencia de los recursos garantizaría que más personas tengan acceso a precios asequibles. La reducción en el precio coincidiría con una reducción en los costos de operación y mantenimiento, como consecuencia de la capacidad de computación cuántica”.

Estados Unidos ya ha comenzado a centrarse en la computación cuántica y la energía limpia. En 2011 el centro de investigación de ingeniería Quantum Energy and Sustainable Solar Technologies (QESST) fue creado, apoyado por el NSF. En QESST, los investigadores están trabajando en "avanzar en la ciencia, la tecnología y la educación fotovoltaica (PV) para transformar el sistema de generación de electricidad existente". Para ello, se centran en las células de silicio y utilizan la tecnología cuántica para mejorar estos sistemas fotovoltaicos.

Pero, ¿podría Quantum costar más de lo que puede proporcionar la energía limpia?

En las discusiones sobre la computación cuántica y la energía limpia, a muchos les preocupa que la energía necesaria para hacer funcionar una computadora cuántica pueda costar más que sus beneficios para la energía limpia. Sin embargo, como dijo Olatunji: “Ha habido serias preocupaciones sobre el consumo de energía de las computadoras cuánticas, pero lo que a menudo olvidamos es el hecho de que hay supercomputadoras que consumen mucha más energía y no rinden como la computadora cuántica en términos de poder de cómputo y eficiencia”. Con esto en mente, Olatunji tiene la esperanza de que la computación cuántica cueste menos y brinde muchos beneficios poderosos. “Creemos que habría un punto de inflexión en el que se producirían computadoras cuánticas de baja energía”, agregó. “Es conmovedor observar la cantidad de organizaciones que luchan por la supremacía cuántica. La comunidad global no habría imaginado que la tecnología cuántica llegaría tan lejos, por lo que con un esfuerzo de investigación sostenido, aún se puede lograr mucho”.

Kenna Hughes-Castleberry es redactora de Inside Quantum Technology y comunicadora científica en JILA (una asociación entre la Universidad de Colorado Boulder y el NIST). Sus ritmos de escritura incluyen tecnología profunda, metaverso y tecnología cuántica.