La doctora GuoHua Sun dirige el Laboratorio de Ciencias de la Información Cuántica en el Centro de Investigación en Computación (CIC) del Instituto Politécnico Nacional (IPN). Su equipo se enfoca en la investigación en computación, comunicación y criptografía cuántica, con el objetivo de garantizar transmisiones seguras y desarrollar algoritmos cuánticos que rebasen los límites de la computación clásica.

GuoHua Sun, originaria de China, estudió Matemáticas y cursó una maestría en Ciencias de la Computación. La combinación de estas disciplinas despertó en ella una profunda curiosidad que la llevó a especializarse en computación cuántica, un campo interdisciplinario que integra informática y mecánica cuántica.

Tras obtener su doctorado en Ciencias Fisicomatemáticas y consolidar su formación en computación, Sun emprendió un camino en el que su trabajo contribuye al futuro de la humanidad y a que la computación cuántica sea pronto una realidad.

Su mensaje, más allá de las ecuaciones, es que las nuevas generaciones vean en la cuántica una opción profesional y de vida, que no es una carrera para el género masculino, contrariamente, el mundo de la cuántica no distingue género y nadie tiene que sentir limitaciones al explorarlo.

Uno de los objetivos de este laboratorio es proponer, implementar y experimentar con algoritmos, porque la computación cuántica es un camino alternativo para muchas áreas esenciales de la humanidad, como la inteligencia artificial y los algoritmos cuánticos tienen un papel fundamental.

Y no solo eso, también se realizan investigaciones con enfoque en la computación, comunicación e informática cuántica. Actualmente, se desarrollan tres líneas de investigación:

La primera línea es la comunicación cuántica que se centra en estudiar fenómenos cuánticos que permiten desarrollar protocolos de intercambio de información con tecnologías avanzadas. La segunda es la criptografía cuántica, considerada una extensión de la comunicación cuántica y que busca garantizar transmisiones seguras de información mediante principios fundamentales de la mecánica cuántica, como el teorema de no clonación, que permite implementar distribución de claves cuánticas de forma inviolable a través de canales cuánticos.

La tercera línea está dedicada a la computación cuántica, desde la propuesta hasta la implementación y experimentación de algoritmos cuánticos. Para el equipo de investigación que lidera la investigadora Sun, este campo representa una vía prometedora frente a los límites de la computación clásica, porque uno de los grandes retos es avanzar en áreas que requieren conocimiento interdisciplinario y tecnología de punta.

“Tenemos mucha experiencia en el desarrollo de computación cuántica y podemos aprovechar esa potencia para realizar tareas difíciles. La inteligencia artificial necesita manejar un montón de datos. Entonces, gracias a la potencia de la computación cuántica podemos aprovechar los algoritmos para resolver problemas”, comentó en entrevista para la Agencia Informativa Conversus (AIC).

Agregó que formar parte de una línea de investigación en ciencia cuántica durante el “Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas" representa un motivo de orgullo y un compromiso con una de las áreas más vanguardistas del conocimiento.

Asimismo, reconoció que celebrar 100 años del nacimiento de la mecánica cuántica es una oportunidad para visibilizar a nivel mundial la relevancia de estos campos de investigación y estudio, para el desarrollo científico y tecnológico.

Desde su punto de vista, este tipo de iniciativas permiten acercar la cuántica a la sociedad, mostrar que no es un tema lejano ni exclusivo del ámbito académico al encontrarse en muchas tecnologías cotidianas, como los teléfonos celulares, las impresoras o los equipos de resonancia magnética, todo eso es posible gracias a principios de la mecánica cuántica.

CUÁNTICA: CERCANA A TODAS LAS PERSONAS

La investigadora expresó que, aunque la computación cuántica aún no forma parte de la vida cotidiana, los avances en esta área ya tienen aplicaciones presentes en tecnologías comunes, como impresoras 3D, resonancias magnéticas y otros dispositivos, ya que construir una computadora cuántica completamente funcional es un desafío global.

Y para continuar avanzando, es importante visibilizar todo el trabajo que se realiza tras bambalinas, como es el caso del Laboratorio de Ciencias de la Información Cuántica, que se enfoca en el plano teórico y experimental, para sumar al avance científico y al acercamiento de la mecánica cuántica con la sociedad. “La ciencia es para servir al ser humano, para desarrollar la civilización, tecnología y gracias a la potencia de computación cuántica podremos aprovechar los algoritmos cuánticos para resolver muchos problemas”, agregó la científica politécnica.

A nivel internacional existen más de 100 prototipos de computadoras cuánticas que operan en empresas y centros de investigación, utilizan diversas tecnologías como superconductores, fotones y iones. Sin embargo, GuoHua Sun enfatizó que es importante promover entre sus estudiantes el desarrollo de algoritmos cuánticos y la necesidad de que se especialicen en esa materia porque todo ese conocimiento será puesto en práctica.

Frente a ese escenario, Sun señaló la importancia de comprobar que los desarrollos experimentales cumplan con las funciones esperadas y detectar los posibles problemas que limiten su desempeño. “Se requiere trabajar de manera paralela entre la teoría y el hardware para superar los cuellos de botella existentes en esta etapa de desarrollo tecnológico”, mencionó.

EL IPN CELEBRA EL NACIMIENTO DE LA CUÁNTICA

En el marco del “Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas", la científica GuoHua Sun destacó que el objetivo es visibilizar los avances que se realizan en el Instituto Politécnico Nacional, para mostrar cómo la institución contribuye a esa disciplina, las investigaciones que se lideran y el impacto que se genera en áreas como la criptografía, la simulación molecular y la inteligencia artificial.

Es claro que se tiene que hablar de los logros y metas alcanzadas, sin embargo, la doctora no dejó de mencionar los retos que enfrentan y uno de ellos es que en el laboratorio no han podido hacer arco experimental al no contar con una computadora adecuada para prácticas, tampoco se ha podido manipular partículas cuánticas, pero enfocándose en lo que sí se puede hacer, han hecho mucha investigación teórica que es la columna vertebral de la computación cuántica.

La investigadora GuoHua Sun hace un llamado a sus colegas y estudiantes a unirse para formar un grupo más amplio de trabajo, con la finalidad de avanzar de manera más sólida en el estudio de la ciencia cuántica, aunque puede parecer complejo, el interés y la curiosidad son la clave para adentrarse en ese campo de estudio.

Mencionó que la humanidad ya tiene un pie dentro del mundo cuántico y vivimos una segunda revolución tecnológica que promete ofrecer sistemas más potentes, seguros y cambiar el mundo que conocemos hasta ahora. “Este es el momento de dar el paso hacia el universo cuántico y descubrir qué se puede lograr en esta frontera de la ciencia”, agregó.