Casos de Uso
QUÍMICA / FINANZAS
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Problema atacado
Optimización dinámica de carteras: maximizar rentabilidad y minimizar riesgo usando datos reales de mercado.
Solución y metodología
Comparativa de plataformas cuánticas, híbridas y quantum-inspired. Incluye D-Wave Hybrid, VQE en IBM-Q/Q System One y Tensor Networks quantum-inspired. Caso de uso con 52 activos, 8 años de datos diarios y 10,382 carteras candidatas.
Resultado documentado
BBVA reporta nuevas formulaciones para acelerar el cálculo y afirma que es una de las primeras optimizaciones de cartera con tamaño de valor comercial usando herramientas cuánticas/quantum-inspired.
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Problema atacado
Modelar mecanismos químicos de fotodegradación de materiales compuestos aeroespaciales, especialmente abstracción de hidrógeno en resinas/polímeros usados en aeronaves.
Solución y metodología
Simulación cuántico-clásica con sample-based quantum diagonalization, SQD, combinada con entanglement forging, EF. Hardware: procesadores superconductores IBM Heron de 133 y 156 qubits. Se estudiaron espacios activos de (13e,13o), (23e,23o) y (39e,39o); EF reduce el número de qubits aproximadamente a la mitad frente a codificaciones spin-orbitales convencionales.
Resultado documentado
Para el espacio activo mayor, el enfoque EF+SQD permitió trabajar hasta (39e,39o); las energías extrapoladas quedaron dentro de aproximadamente 1 kcal/mol frente a DMRG para las diferencias de energía, aunque con barras de error crecientes. El ansatz LUCJ no produjo subespacios útiles para (39e,39o) por ruido de hardware.
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Problema atacado
Acelerar investigación biomédica: genómica, transcriptómica unicelular, salud poblacional, descubrimiento de fármacos y modelado biomolecular.
Solución y metodología
IBM Quantum System One dedicado a healthcare/life sciences dentro del Discovery Accelerator; integración de quantum computing, HPC, IA e híbrido cloud.
Resultado documentado
Dos niveles de resultado. Por un lado, se documenta el hito de infraestructura: primer computador cuántico plenamente dedicado a investigación sanitaria. Además, una verificación posterior reporta simulación cuántico-clásica de complejos proteicos de hasta 12.635 átomos, usando quantum-centric supercomputing y hasta 94 qubits.
LOGÍSTICA / AI
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Problema atacado
Optimización logística interna: programación de robot en laboratorio de alto rendimiento y problema de ruta más corta tipo Traveling Salesperson Problem.
Solución y metodología
Digitized Counterdiabatic Quantum Optimization, DCQO, con compresión digital de circuitos. Comparativa frente a QAOA y digitized quantum annealing; implementación experimental en procesadores superconductores y de iones atrapados.
Resultado documentado
Kipu y BASF reportan que DCQO superó a QAOA en los escenarios probados; el paper técnico reporta mejora de varios órdenes de magnitud en probabilidad de éxito usando el mismo número de gates de dos qubits. BASF lo califica como el mejor desempeño observado para un algoritmo de circuito en esos escenarios, pero explícitamente aclara que todavía falta para obtener beneficio de negocio directo.
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Problema atacado
Clasificar eventos del LHC, especialmente producción asociada de Higgs con pares top-antitop y separación señal/fondo.
Solución y metodología
Quantum Support Vector Machine, QSVM, con quantum kernel; compresión de datos del LHC para ajustarlos a registros cuánticos, incluyendo pruebas en dispositivos IBM de 27 qubits con registros de 15 qubits.
Resultado documentado
IBM reporta rendimiento comparable a clasificadores clásicos optimizados de CERN bajo condiciones equivalentes de preparación de datos; CERN QTI lo mantiene como proyecto de clasificación Higgs mediante QSVM. No hay uso rutinario en producción del pipeline del LHC.
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Problema atacado
Optimización de carga de aviones: maximizar uso de payload, respetando centro de gravedad, peso, tamaño y geometría del fuselaje.
Solución y metodología
Algoritmo de Quantum Annealing para “Aircraft Loading Optimisation”; enfoque de optimización combinatoria orientado a layout y capacidad de carga.
Resultado documentado
El resultado validado es el modelado matemático y la selección como solución ganadora. Airbus indicó que la fase siguiente sería testeo y benchmarking con expertos.
REDES
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Problema atacado
Programación V2G: predicción/clasificación de acciones de carga y descarga de vehículos eléctricos para integrarlos como capacidad flexible de red.
Solución y metodología
Quantum Machine Learning con fidelity/covariant quantum kernels y mitigación Bit Flip Tolerance. Experimentos IBM a escala de 40+, 100 y 156 qubits.
Resultado documentado
En datos reales de scheduling EV, BFT alcanzó 80% de accuracy en 40+ qubits frente a 33% sin mitigación; en dataset sintético de 156 qubits se obtuvo 80% frente a 83% clásico y 37% cuántico sin mitigación.
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Problema atacado
Determinar número, tipo y localización óptima de baterías para estabilizar redes con renovables, vehículos eléctricos y bombas de calor.
Solución y metodología
Algoritmos cuánticos y quantum-inspired para optimización de activos de almacenamiento en red.
Resultado documentado
Iberdrola reporta éxito del piloto y beneficios cualitativos en coste y rendimiento de red.
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Problema atacado
Probar sensores cuánticos de átomos ultrafríos en microgravedad para futuras mediciones de gravedad, navegación y ciencia espacial.
Solución y metodología
Laboratorio de átomos fríos en la ISS; demostración de interferometría atómica en órbita.
Resultado documentado
NASA reporta la primera demostración espacial de un sensor cuántico ultrafrío/atom interferometer.
SEGURIDAD
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Problema atacado
Protección de comunicaciones críticas sobre red corporativa/fibra existente.
Solución y metodología
QKD punto a punto sobre fibra óptica de Cellnex entre ICFO y CTTI/Government of Catalunya; sistemas QKD de LuxQuanta y QRNG de Quside.
Resultado documentado
Enlace cuántico de 30 km establecido con éxito; se generaron claves cuánticas para cifrar mensajes y el sistema mostró alertas ante intento de interceptación de claves.
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QUESS (Quantum Experiments at Space Scale) / Micius
Problema atacado
Superar limitaciones de distancia de QKD terrestre y habilitar comunicaciones cuánticas intercontinentales.
Solución y metodología
QKD satélite-tierra mediante QUESS/Micius; distribución de claves entre estaciones separadas por miles de kilómetros.
Resultado documentado
Generación de clave entre ubicaciones separadas por unos 7.600 km; también se reporta videoconferencia Beijing-Viena y demostraciones previas de QKD satélite-tierra y teleportación.
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Problema atacado
Autenticación de comunicaciones SCADA/smart grid en infraestructura eléctrica crítica.
Solución y metodología
QKD keys, QRNG y autenticación de comunicaciones máquina-a-máquina; integración con protocolo MQTT y sistema comercial QKD de Qubitekk sobre red de fibra de utility.
Resultado documentado
Primera demostración reportada de uso de claves QKD para autenticar comunicaciones smart grid en una red de fibra de utility desplegada; muestra viabilidad para proteger infraestructura crítica.