Computación cuántica en el sector energético

Una empresa de energía compra equipos pensando en veinte años. El medidor inteligente que instala hoy una distribuidora en Medellín, Guadalajara o Santiago probablemente siga en la pared en 2040. Ese horizonte cambia cómo leer la computación cuántica en el sector energético: la parte de seguridad exige decisiones en cada compra, y la parte de cálculo se puede seguir con calma.

¿Qué podría hacer un computador cuántico contra una red eléctrica?

Un computador cuántico grande podría romper las llaves RSA y de curva elíptica que protegen el acceso remoto a subestaciones, la firma del firmware de relés y los enlaces SCADA. En una red eléctrica el daño más serio sería falsificar órdenes y firmware válidos, no robar datos, porque el equipo aceptaría instrucciones que debería rechazar.

La tecnología operativa de electricidad, gas y agua usa criptografía en más lugares de los que se suele pensar: acceso remoto a subestaciones, firma del firmware de relés y controladores, lectura de medidores, enlaces SCADA sobre redes públicas y conexiones con el operador del mercado (XM en Colombia, el CENACE en México, el Coordinador Eléctrico Nacional en Chile). Buena parte depende de llaves RSA o de curva elíptica, y un computador cuántico grande con el algoritmo de Shor rompería las dos.

Por eso aquí migrar las firmas pesa tanto como migrar el cifrado.

¿Qué plazos poscuánticos afectan a una empresa de energía?

Los plazos poscuánticos que afectan a una empresa de energía vienen de afuera: el borrador NIST IR 8547 propone prohibir RSA y curvas elípticas en 2035, y la hoja de ruta europea pide migrar la infraestructura crítica a más tardar en 2030. Ninguna norma latinoamericana fija todavía una fecha, pero los fabricantes de equipos siguen esas.

Algunos detalles de esas referencias:

• El NIST publicó sus estándares poscuánticos el 13 de agosto de 2024, y su borrador NIST IR 8547 propone prohibir RSA y curvas elípticas en los niveles comunes para 2035.
• La hoja de ruta coordinada de la Unión Europea, de junio de 2025, pide que la infraestructura crítica, incluida la energía, complete la transición a más tardar en 2030.
• La orden ejecutiva de Estados Unidos del 22 de junio de 2026 fijó plazos poscuánticos para los sistemas federales y ordenó apoyar a los operadores de infraestructura crítica en su propia transición.
• El NCSC del Reino Unido advirtió en marzo de 2025 que los sistemas de control industrial probablemente serán de los más lentos en migrar.

Los fabricantes de relés, medidores y sistemas SCADA venden en todos esos mercados, así que sus productos van a cambiar con esas fechas. Si pones al lado una vida útil de 15 a 20 años, la conclusión es directa: todo equipo que compres de aquí en adelante debe poder actualizar sus algoritmos en campo, y el contrato debe decirlo.

¿Qué han probado las empresas de energía con computación cuántica?

Las empresas de energía han probado la computación cuántica en pilotos de investigación: E.ON con IBM en riesgo climático de contratos, Iberdrola con Multiverse Computing en ubicación de baterías y EDF con Pasqal en pronóstico de renovables. Ninguno ha mostrado ventaja cuántica en producción, y todos se leen mejor como aprendizaje de método.

E.ON e IBM desarrollaron un algoritmo cuántico para el riesgo climático en contratos de energía a precio fijo: cuánto le cuesta el contrato a la empresa según el clima, un dato que alimenta las decisiones de cobertura. Los circuitos originales eran demasiado largos para el hardware de 2023, así que usaron circuitos dinámicos de IBM para dividir el problema y correrlo en una máquina de 27 cúbits.

Iberdrola y Multiverse Computing anunciaron en julio de 2024 un piloto de diez meses en el norte de España para decidir dónde instalar baterías a escala de red. Combinaron un equipo de recocido cuántico con hardware clásico, y algunos algoritmos cuánticos e inspirados en la cuántica igualaron o superaron la referencia clásica en confiabilidad y control de voltaje. Es un hallazgo de investigación sobre una red específica.

EDF ha trabajado con la empresa cuántica Pasqal en pronóstico de renovables e integración a la red, incluida la programación de carga de vehículos eléctricos.

Brasil y el resto de la región

El caso más visible está en Brasil. Petrobras está entre las entidades que financiaron, junto con el MCTI, CNPq, Finep, Faperj y Fapesp, el Laboratorio de Tecnologías Cuánticas del Centro Brasileño de Investigaciones Físicas (CBPF) en Río de Janeiro, una inversión de 30 millones de reales. El CBPF construyó con Petrobras y la Unicamp un chip de cuatro cúbits superconductores. Es trabajo de capacidades nacionales y de investigación, no una aplicación en la operación de la empresa.

En el sector eléctrico colombiano, mexicano o chileno no conocemos pilotos públicos de computación cuántica. Para una generadora o distribuidora de la región, el trabajo con impacto inmediato es el poscuántico.

¿Cuándo ayudará la computación cuántica a diseñar baterías y catalizadores?

La computación cuántica ayudará a diseñar baterías, catalizadores para hidrógeno verde y materiales solares cuando existan máquinas con corrección de errores y muchos más cúbits lógicos que hoy. Nadie puede dar un año confiable. Es la apuesta más larga de la computación cuántica en energía.

Puede que el mayor aporte de la computación cuántica en energía venga de la química y no de la optimización. Mejores electrolitos para baterías, catalizadores para hidrógeno verde y captura de carbono, nuevos materiales solares: todo depende de cómo se comportan los electrones en moléculas y sólidos, y algunos de esos sistemas son justo el tipo de problema que la simulación cuántica debería manejar bien.

Ese futuro necesita máquinas con corrección de errores y muchos más cúbits lógicos de los que existen. El chip Willow de Google, publicado en Nature en diciembre de 2024, mostró que la tasa de error lógico baja a medida que el sistema crece, un paso necesario. No mostró química útil. Una empresa con programa propio de investigación en materiales debería tener una o dos personas al día en el tema; las demás pueden seguirlo a través de sus proveedores y universidades aliadas.

Por dónde empezar

Para casi todas las empresas de energía, el primer paso es la evaluación de preparación cuántica: ordena la exposición criptográfica según vida útil y criticidad de los activos, y revisa si algún problema de planeación o de mercado merece un experimento. La migración, con las restricciones propias de la tecnología operativa como ancho de banda limitado y ventanas de mantenimiento largas, la cubre la migración a criptografía poscuántica. Si aparece un problema de red o de comercialización prometedor, el descubrimiento de casos de uso cuánticos lo compara primero con métodos clásicos.

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