Quantum Technology Monitor

Quantum Technology Monitor

El informe ofrece una visión integral del mercado de la tecnología cuántica (QT), abarcando la computación cuántica (QC), la comunicación cuántica (QComm) y la detección cuántica (QS). Destaca que la inversión acumulada global en startups de QT alcanzó los $8.5 mil millones, un aumento del 25% interanual, aunque la inversión anual en startups de QT disminuyó un 27% en 2023, con solo 13 nuevas startups creadas, una caída del 44% interanual. Además, se anunció una inversión gubernamental total de aproximadamente $42 mil millones, un aumento del 26% interanual. Las proyecciones del mercado para 2035 sugieren que QC podría alcanzar entre $28 mil millones y $72 mil millones, QComm entre $11 mil millones y $15 mil millones, y QS entre $0,5 mil millones y $2,7 mil millones. Las innovaciones tecnológicas incluyeron avances significativos en la corrección de errores cuánticos y mejoras en la distribución de claves cuánticas y la sensibilidad de los dispositivos de detección cuántica. Además, el progreso científico es notable, con 4,763 patentes relacionadas con QT concedidas en 2022 y 42.155 publicaciones en 2023. La mayoría de las inversiones en QT provienen de EE.UU., seguido por el Reino Unido, Canadá y la UE, con un 80% de las inversiones de capital privado. A pesar de una disminución en las inversiones privadas, el informe resalta el potencial significativo de impacto económico en diversas industrias y el creciente enfoque académico e investigativo en las tecnologías cuánticas a nivel mundial. En términos de patrones de inversión, la mayoría se destina a startups establecidas, con rondas de financiamiento Serie B y C recibiendo la mayor parte de los fondos. Las startups maduros (de más de 5 años) reciben más de la mitad del financiamiento anual, indicando una preferencia de los inversores privados por startups menos riesgosas. En 2023, los países anunciaron aproximadamente $10 mil millones adicionales en financiamiento público para el desarrollo de QT, elevando la inversión pública global a $42 mil millones. Países como Alemania, Reino Unido, Corea del Sur e India aumentaron significativamente sus niveles de financiamiento, con muchos anuncios incluyendo planes para atraer inversión privada. Se proyecta que el tamaño del mercado interno de QT podría alcanzar $173 mil millones para 2040, con la computación cuántica estimada en $45 mil millones a $131 mil millones para ese año. A medida que se logran avances significativos en qubits lógicos y corrección de errores, la industria espera ver un valor económico considerable en servicios financieros, energía y materiales, farmacéutica e industrias avanzadas para 2035. El informe subraya el rápido crecimiento en inversiones QT, el creciente apoyo gubernamental y los avances tecnológicos que impulsan el campo hacia aplicaciones prácticas en diversas industrias. 

En los últimos años, hemos sido testigos de avances significativos en la tecnología cuántica (QT), con desarrollos notables en la computación cuántica (QC), la comunicación cuántica (QComm) y la detección cuántica (QS). IBM demostró un gran avance al utilizar 288 qubits físicos para crear 12 qubits lógicos, lo que representa una mejora considerable en comparación con métodos anteriores. Amazon ha introducido un enfoque innovador para la detección y corrección de errores mediante «errores de borrado». En China, los científicos lograron una comunicación directa cuántica segura a larga distancia, mejorando la seguridad de los datos. Además, el MIT ha mejorado la tecnología de sensores cuánticos utilizando centros de vacantes de nitrógeno en diamantes, y Alice & Bob demostraron 100 qubits lógicos altamente confiables usando qubits de gato. En cuanto a la comunicación cuántica, LG Electronics ha desarrollado un nuevo protocolo de comunicación segura cuántica, y China y Rusia han demostrado la comunicación cuántica más larga hasta la fecha, superando los 3.800 kilómetros. A nivel global, Estados Unidos y Japón lideran en patentes otorgadas, aunque los países de la Unión Europea colectivamente los superan. En términos de aplicaciones de patentes, Estados Unidos y China dominan, representando aproximadamente la mitad de las aplicaciones globales. A pesar de una disminución en las patentes otorgadas y en las aplicaciones de patentes de las principales compañías en los últimos años, las aplicaciones de patentes para QT se han acelerado en los últimos cinco años, especialmente en detección y computación cuántica. Las publicaciones científicas relevantes para la QT son lideradas por instituciones de la UE, seguidas por China y Estados Unidos. En general, estos avances y contribuciones reflejan un panorama dinámico y en rápida evolución en la tecnología cuántica, con diferentes países y empresas desempeñando roles claves en su desarrollo. En 2023, el panorama global de la tecnología cuántica ha visto una consolidación en las publicaciones de investigación, con los diez principales países aumentando su participación del 77% al 88%. La Unión Europea lidera en publicaciones científicas, seguida por China y Estados Unidos. Además, ha habido un aumento significativo en las universidades que ofrecen programas de investigación y maestrías en QT, con las instituciones de Estados Unidos y la UE a la vanguardia. La UE también cuenta con el mayor número y concentración de talento en QT, con aproximadamente 367,000 graduados en campos relevantes. Estados Unidos lidera en financiación privada y en el número de startups de QT, con unos $3,8 mil millones en inversión privada y 106 compañías de computación cuántica. Canadá también ha invertido fuertemente en QT, con alrededor de $1,4 mil millones en fondos públicos y $1,3 mil millones en inversión privada. Los países asiáticos están avanzando rápidamente en QT: China ha comprometido un financiamiento público sustancial (estimado entre $15.3 y $25 mil millones) y está haciendo avances tecnológicos significativos. India ha lanzado la Misión Nacional Cuántica y planea crear centros y parques de investigación cuántica. Japón ha anunciado metas ambiciosas, incluyendo el desarrollo de una computadora cuántica universal tolerante a fallos para 2050. Corea del Sur e Israel también han comprometido fondos significativos para el desarrollo de QT. Por ejemplo, IBM anunció Condor, un chip de 1.121 qubits, y Google ha demostrado la corrección de errores cuánticos. Origin Quantum en China lanzó una computadora cuántica de 72 qubits y Fujitsu en Japón desarrolló una computadora cuántica superconductora de 64 qubits. Estos desarrollos, junto con la creación de ecosistemas cuánticos, centros de investigación y redes colaborativas, subrayan la carrera global en tecnología cuántica, con inversiones significativas, esfuerzos de investigación y avances tecnológicos en múltiples países y regiones. 

El desarrollo de la tecnología cuántica (QT) está en auge a nivel global, con varios países avanzando significativamente en sus ecosistemas y capacidades en computación cuántica (QC). En el Reino Unido, se ha realizado una inversión considerable en QT, con siete empresas construyendo bancos de prueba en el Centro Nacional de Computación Cuántica (NQCC) y 24 universidades participando en los centros del Programa Nacional de Tecnologías Cuánticas. Los Países Bajos están desarrollando un ecosistema de start-ups en QT, con aproximadamente mil millones de dólares en inversión pública y 40.5 millones de dólares en inversión privada, y cuentan con cinco centros como parte de Quantum Delta NL. Por otro lado, Finlandia ha establecido start-ups tanto de hardware como de software enfocadas en la computación cuántica, con cerca de 27 millones de dólares en inversión pública y 248 millones de dólares en inversión privada. La colaboración entre la industria, la academia y el gobierno es clave para superar los desafíos tecnológicos y del ecosistema en el desarrollo de QT. Además, los clusters de tecnología cuántica, que implican la colaboración de múltiples partes interesadas, están emergiendo en todo el mundo y se espera que aceleren el desarrollo y la adopción de QT. Para construir ecosistemas de innovación exitosos, se necesita el apoyo de diversas partes interesadas, incluidos el gobierno, las instituciones de investigación, los usuarios corporativos, los aceleradores de start-ups y los inversores. Entre los facilitadores clave para acelerar la investigación en QT se incluyen el hardware de última generación, el talento, la accesibilidad e integración, las inversiones de capital, la infraestructura física, los estándares y la formación y educación. En Estados Unidos y Canadá se encuentran las comunidades de start-ups de QC más vibrantes, con 75 y 28 start-ups respectivamente en 2023. En general, el reporte resalta la creciente importancia de los ecosistemas de tecnología cuántica y los esfuerzos colaborativos necesarios para avanzar en este campo en diferentes países y regiones. La computación cuántica (QC) enfrenta numerosos desafíos, especialmente en el control cuántico, que es fundamental para avanzar en esta tecnología. Hasta 2023, el número de start-ups en QC ha crecido significativamente, con 261 empresas en todo el mundo, aunque la tasa de creación de nuevas start-ups ha disminuido en los últimos años. Los fabricantes de hardware reciben la mayor parte de la inversión entre las start-ups de la cadena de valor de QC. El control cuántico es clave para vincular los mundos clásico y cuántico, permitiendo mejoras en el hardware y los sistemas de software de bajo nivel. Ayuda a detectar, mitigar y manejar el ruido en los sistemas cuánticos, lo cual es esencial para mejorar el desempeño y la escalabilidad. Se identifican seis desafíos principales para lograr una computación cuántica de alto desempeño y gran escala a través del control cuántico: el desafío del ruido, el desafío de la medición, el desafío de la estandarización, el desafío de los recursos, el desafío del diseño y el desafío de la interconectividad. El documento enfatiza que la mayor oportunidad de mejora radica en mejorar la calidad de los componentes electrónicos para aumentar la precisión en la ingeniería. Aunque se han realizado progresos en la optimización de sistemas cuánticos a pequeña escala a nivel de middleware, es probable que el mayor valor en el control cuántico se desbloquee al centrarse en los componentes de control de bajo nivel. El documento sugiere que los esfuerzos combinados en toda la pila de computación cuántica tendrán el mayor impacto a largo plazo, pero mejorar los componentes electrónicos de control es actualmente la necesidad más urgente para escalar las computadoras cuánticas. 

 

Por otra parte, el desarrollo de la computación cuántica presenta desafíos significativos, especialmente en el ámbito del benchmarking y la creación de computadoras cuánticas a gran escala y tolerantes a fallos. El benchmarking es clave para guiar a las empresas en la transición de la investigación a la industrialización de la computación cuántica. Actualmente, el enfoque principal del benchmarking está en el hardware, lo que limita la comprensión del desempeño en aplicaciones del mundo real. Se proponen métricas estandarizadas, conjuntos de datos de casos de uso reales y métodos reproducibles que sean comprensibles para los no expertos. Los benchmarks se dividen en niveles de sistema, algoritmo y aplicación, cada uno con sus propias fortalezas y limitaciones. Además, es necesario realizar revisiones independientes y de terceros de los benchmarks basados en casos de uso en una pila tecnológica cuántica holística. Las tecnologías de qubits, como las redes fotónicas, los circuitos superconductores, los qubits de espín, los átomos neutros y los iones atrapados, se comparan en relación con seis desafíos clave de ingeniería, incluyendo la fidelidad de puertas de dos qubits a escala y el control individual de qubits a escala. Aunque ninguna tecnología está completamente lista para una computación cuántica a gran escala y tolerante a fallos, se están haciendo progresos hacia la construcción de una computadora cuántica universal escalable. Por otro lado, la comunicación cuántica (QComm) y la detección cuántica (QS) están emergiendo como áreas vitales dentro de las tecnologías cuánticas. En el ámbito de QComm, varias empresas como IBM, Google, QuEra e Infleqtion están desarrollando computadoras cuánticas con un número creciente de qubits. La adopción de QComm se está acelerando debido a los riesgos de ciberseguridad asociados con la computación cuántica, impulsada por el interés comercial y mejoras tecnológicas, incluyendo redes de distribución de claves cuánticas (QKD) e iniciativas de criptografía post-cuántica (PQC). Aunque los avances son notables, hubo pocas nuevas start-ups de QComm en 2023. En cuanto a QS, esta tecnología permite aplicaciones innovadoras con mediciones más sensibles que los sensores clásicos, impactando industrias como la biomedicina, la automoción, la aeronáutica y la seguridad pública. Ejemplos recientes incluyen el nuevo magnetómetro de QUSPIN para aplicaciones biomagnéticas y el contrato de la Fuerza Aérea de EE. UU. para alternativas de detección cuántica al GPS. A pesar de su potencial, la actividad de start-ups en QS sigue siendo limitada. Estas tecnologías cuánticas, junto con la computación cuántica y la IA generativa, tienen el potencial de revolucionar diversas industrias, aunque enfrentan desafíos significativos en su implementación y comercialización.  

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