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En octubre de 2019, el gigante tecnológico Google publicó en la revista Nature un informe que recogía un hito histórico: un superordenador había logrado realizar en solo 3 minutos y 20 segundos una operación de cálculo con números aleatorios que el mejor ordenador convencional de la actualidad hubiese tardado miles de años en realizar. Suena a ciencia ficción, pero en realidad se trata de computación cuántica, una rama de la ingeniería informática que permite procesar y resolver problemas complejos miles de millones de veces más rápido que cualquier dispositivo al que estamos acostumbrados. Con este logro, cuestionado, eso sí, por sus competidores, Google daba el pistoletazo de salida a una carrera mundial por crear el ordenador más inteligente del mundo. En ella ya están inscritos otros grandes laboratorios tecnológicos como IBM, que han hecho grandes inversiones para alcanzar la supremacía cuántica. Sin embargo, ante la irrupción de una nueva era tecnológica, cabe preguntarse: ¿qué pueden hacer estos superordenadores por nosotros?

En la actualidad, algunas grandes empresas utilizan esta revolucionaria tecnología para mejorar la velocidad de sus operaciones en sectores como el de la banca, las finanzas, la química o la automoción. También la computación cuántica promete tener unas aplicaciones mucho más amplias y conectadas con el gran desafío al que se enfrenta actualmente la humanidad: el cambio climático. Según expone Fidel Díez, director de I+D del Centro Tecnológico de la Información y la Comunicación (CTIC), la computación cuántica tiene un enorme potencial para utilizarse en la resolución de grandes desafíos como el desarrollo científico en el campo de la salud y la lucha contra el cambio climático. Podría, por ejemplo, “aplicarse en la búsqueda de materiales más ligeros, fuertes y aislantes que reducen las emisiones de edificios y medios de transporte o como ayuda para la reducción del consumo energético en la producción de fertilizantes, haciendo más eficientes los sistemas de producción”.

Esta revolucionaria tecnología se podría emplear para buscar nuevos materiales más ligeros, fuertes y sostenibles

Precisamente, esta es la línea en la que trabajan instituciones como el Centro de Excelencia en Programación de Desempeño (CEPP) de la empresa de transformación digital Atos, que en 2020, bajo su Programa de Investigación y Desarrollo Cuántico, comenzó a desarrollar nuevos materiales para la captura y el almacenamiento de energía. El objetivo principal, destacan desde el centro, es el de “explorar nuevas y más efectivas vías hacia un futuro descarbonizado y eficiente en el uso de energía utilizando tecnologías cuánticas”.

Otra de las aplicaciones que se pueden atribuir a la computación cuántica es la de reducir el tiempo de aquellos procesos químicos que consumen una gran cantidad de energía y que suelen emplearse para producir fertilizantes. El ejemplo más claro es el del amoníaco, una sustancia cuya producción se calcula que es responsable de entre un 1% y un 2% del gasto energético global. Esto se debe a que es el resultado de una combinación de hidrógeno y nitrógeno que requiere primero disociar las moléculas de nitrógeno, algo que solo es posible en condiciones extremas de presión y temperatura. Eso no quiere decir que no existan maneras alternativas más sostenibles de producir amoníaco. De hecho, se ha descubierto que una enzima denominada nitrogenase permite llevar a cabo este proceso sin requerir altas temperaturas. El problema es que todavía se desconoce con exactitud la naturaleza molecular de este catalizador que, por el contrario, podría estudiarse y simularse a través de la computación cuántica. 

La computación cuántica ayudará a descubrir nuevos catalizadores para capturar carbono

Este no es el único catalizador molecular que los avances en la computación cuántica podrían ayudar a investigar. Según expuso Jeremy O'Brien, director ejecutivo de PsiQuantum en el Foro Económico Mundial de 2019, “estas simulaciones podrían ayudar a descubrir nuevos catalizadores más eficientes y baratos que permitiesen capturar carbono directamente de nuestra atmósfera”. Y añade: “incluso podríamos encontrar un catalizador barato que permita el reciclaje eficiente de dióxido de carbono y produzca subproductos útiles como hidrógeno (un combustible) o monóxido de carbono (un material de origen común en la industria química)”.  

A día de hoy, todavía queda para que los superordenadores aumenten su potencia y alcancen velocidades desorbitadas de cálculos complejos. Sin embargo, la revolución tecnológica en la que nos encontramos camina hacia la computación cuántica. Y si ha demostrado parece tener aplicaciones que permitirán combatir uno de los mayores desafíos a los que se enfrenta la humanidad, el cambio climático, ¿por qué no apostar por ella? Como concluía O’Brien, “hay muchas otras cosas que podemos y debemos hacer para abordar el cambio climático, pero el desarrollo de computadoras cuánticas a gran escala es una cobertura que no podemos permitirnos el lujo de prescindir”.

Hasta hace apenas unos años, parecía imposible que con un puñado de soja, guisantes y un poco de aceite se pudiese crear -ciencia mediante- un alimento con casi idéntico sabor, color e incluso textura que los de la más jugosa hamburguesa de ternera. Sin embargo, ahora son muchos los supermercados que ofrecen productos similares a la carne y al pollo pero que están elaborados exclusivamente con proteínas vegetales. Esto ha sido posible gracias a la investigación de varios laboratorios de todo el mundo que han buscado la manera de producir alternativas a la carne que sean más sanas y sostenibles con el planeta. Pero los esfuerzos por transformar la industria de la alimentación no acaban con la carne vegetal sino que son muchas las empresas que también se han lanzado a producir sustitutos del pescado. 

Según la FAO, cerca del 33% de las especies comerciales de peces están sobreexplotadas

Recientemente, a los derivados de la soja modificada se les ha unido la carne cultivada; es decir, aquella que se obtiene a partir de técnicas de cultivo de células procedentes de animales vivos como las vacas, los cerdos o las gallinas sin necesidad de criar y sacrificar a los animales. Así, esta tecnología busca resolver algunos desafíos globales, como el hecho de que, de seguir con el tipo de dieta actual, que solo en España nos lleva consumir cerca de 50 kg de carne por persona al año, y ante el esperado aumento de la población mundial hasta  casi los 10.000 millones en 2050, no habrá capacidad para producir suficiente alimento para todos. Para entonces, el planeta tampoco podrá aguantar nuestro modelo de consumo.

Se calcula que la ganadería usa cerca del 80% de la superficie agrícola del mundo y consume el 40% de la producción mundial de cereales. Además, el sector ganadero es responsable de cerca del 18% de las emisiones de gases de efecto invernadero que se producen al año. Por no hablar de la huella hídrica de la carne: según el National Water Footprint Accounts de la UNESCO, se necesitan cerca de 3.100 litros de agua para producir una hamburguesa de 200 gramos. Si dirigimos la vista hacia los océanos las cifras no son más halagüeñas. Actualmente, la FAO calcula que el 33% de las especies de peces comerciales están actualmente sobreexplotadas y todo apunta a que, de seguir con los ritmos actuales, muchas especies de peces podrían desaparecer en los próximos años. Si a esto le sumamos la contaminación, el cambio climático y la invasión de plásticos, los océanos están sometidos a un enorme estrés. También los animales que en él viven. 

La empresa Finless Food desarrolla atún rojo a partir de las células madre de este pescado

Precisamente con la idea de proteger las poblaciones de peces y garantizar la seguridad alimentaria se fundó en 2017 en San Francisco la empresa Finless Food, orientada a desarrollar atún rojo a partir de las células madre de este pescado. No es la única, en 2016, Justin Kolbeck fundó la empresa Vildtype Food para, según explicó en El País, “reinventar los productos del mar en el laboratorio” y encontrar una fuente de pescado que esté libre de mercurio, antibióticos o microplásticos.

La apuesta por esta tecnología se antoja imparable. Pero antes de que podamos encontrar filetes de pescado sintéticos en nuestros supermercados se deben sortear algunos obstáculos. El principal es el de la reducción de los costes de producción para garantizar que cualquier consumidor pueda acceder a una carne o un pescado sostenible y limpio de elementos contaminantes que venga, eso sí, de una probeta. Y eso que algunos laboratorios, como Finless Food, van ya en camino: en 2018 anunciaron la reducción de los costes en un 50%.