La computación cuántica podría resolver el problema de sostenibilidad de la IA

Por Bertrand Badré, Loïc Henriet y Etienne de Rocquigny, Project Syndicate.

PARÍS- La IA suele considerarse un motor de eficiencia y progreso. Sin embargo, también plantea un profundo desafío en materia de sostenibilidad. Si bien la computación de alto rendimiento (HPC) permite avances fundamentales en la modelización climática, el descubrimiento de fármacos y el desarrollo de energías renovables, consume cantidades impresionantes de energía.

El sector tecnológico ya representa más del 3% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, y el rápido auge de la IA generativa está a punto de ampliar su huella de carbono y llevar al límite las redes eléctricas. Según se informa, solo el entrenamiento de Grok-4 requirió 310 gigavatios-hora de electricidad, suficiente para abastecer a una ciudad de 4 mil habitantes. Y la IA de Google podría llegar a consumir tanta electricidad como toda Irlanda.

En respuesta al aumento de la demanda de energía, la industria, en general, ha favorecido las medidas incrementales, como la recuperación del calor de los sistemas de refrigeración de la HPC, la experimentación con estrategias tempranas de “IA frugal” o la promoción de la expansión de la capacidad nuclear. Si bien son útiles, estas iniciativas no abordan los problemas subyacentes.

El desafío es doble: reducir la huella ambiental de la industria mediante la reducción de las cargas de trabajo de IA de bajo valor y desarrollar arquitecturas computacionales que promuevan los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de las Naciones Unidas. Un enfoque prometedor, conocido como IA Cuántica Sostenible (IAC), busca aprovechar las tecnologías cuánticas para reducir el consumo energético de la HPC.

A pesar de su ubicuidad, las tecnologías cuánticas no han alcanzado su máximo potencial. Por ejemplo, la síntesis de amoníaco -un logro de la química cuántica que ha ayudado a alimentar a miles de millones de personas- hoy necesita urgentemente reinventarse para impulsar una agricultura verdaderamente regenerativa.

La ciencia cuántica podría promover la sostenibilidad transformando no solo los sistemas agrícolas, alimentarios y sanitarios, sino también tecnologías de vanguardia como la IA. Las computadoras cuánticas se basan en unidades de información conocidas como cúbits, que les permiten realizar ciertos cálculos con mucha mayor eficiencia que los sistemas HPC convencionales, lo que ha demostrado tener un efecto directo en el consumo de energía.

Un objetivo central de estos esfuerzos es el desarrollo de unidades de procesamiento cuántico (QPU) que consumen mucha menos energía que el hardware de supercomputación convencional. Al operar esencialmente a temperatura ambiente, las QPU de átomos neutros eliminan la necesidad de un sistema de refrigeración de alto consumo energético.

Los dispositivos de átomos neutros, como el sistema Orion, desarrollado por Pasqal (uno de nosotros es su CEO), no consumen más de 3,5 kilovatios de energía eléctrica, mientras que una sola supercomputadora clásica como Frontier requiere aproximadamente 22 megavatios. Si bien el tiempo necesario para resolver algunos problemas sigue variando, y muchas aplicaciones dependerán de una combinación de procesadores cuánticos y convencionales, el consumo de energía aún podría reducirse a una pequeña fracción de los niveles actuales.

El contraste es más evidente cuando se analiza a través del análisis del ciclo de vida (ACV), una herramienta esencial para la transparencia y la rendición de cuentas. Dado que una evaluación completa debe incluir las emisiones de la fabricación de hardware, que pueden representar hasta el 80% de la huella de carbono de las tecnologías digitales, la comparación es sorprendente.

Un sistema HPC como la supercomputadora francesa Joliot-Curie emite alrededor de 0.2 toneladas métricas de CO₂-equivalente por hora, incluyendo la amortización del hardware y el consumo de electricidad, incluso con el suministro de energía baja en carbono de Francia. Por el contrario, el sistema Orion, basado en átomos neutros, produce alrededor de 2.1 kilogramos de CO₂-equivalente por hora. En conjunto, estas cifras sugieren que las emisiones relacionadas con la IA comenzarán a disminuir antes de la llegada de computadoras cuánticas totalmente confiables y tolerantes a fallos.

Ahora bien, la eficiencia energética es solo una parte de la historia. Las arquitecturas de átomos neutros son especialmente adecuadas para abordar desafíos complejos de desarrollo sostenible que quedan fuera del alcance de los sistemas HPC convencionales, especialmente problemas de optimización combinatoria a gran escala, como los relacionados con el diseño molecular, los sistemas energéticos y la logística del transporte.

Para poner a prueba esta idea, Pasqal lanzó dos desafíos de IAC en 2023 y 2025. Cabe destacar que tanto la empresa como los desafíos recibieron el nombre del matemático francés del siglo XVII Blaise Pascal, pionero de la teoría de la probabilidad e inventor de una de las primeras calculadoras mecánicas, la pascalina. Menos conocido, pero no menos significativo, fue su último proyecto: la creación de Carrosses à Cinq sols, uno de los primeros sistemas de transporte público.

Teniendo en cuenta ese legado, los desafíos de IAC exigían que cada aspirante demostrara un caso de uso concreto relacionado con la sostenibilidad y una huella energética menor que la de un enfoque de HPC convencional, utilizando las tecnologías disponibles en la actualidad. La respuesta fue notable, ya que atrajo a más de 2.000 participantes de más de 60 países.

Los primeros resultados apuntan a un progreso significativo en múltiples ODS. La energía limpia y asequible se convirtió en un foco de atención natural, ya que los equipos participantes utilizaron métodos híbridos de IA cuántica para optimizar las redes eléctricas y la distribución de parques eólicos. Algunos equipos exploraron enfoques cuánticos para la gestión de incendios forestales y la modelización de tifones, mientras que otros trabajaron en métodos para acelerar el descubrimiento de antimicrobianos y mejorar la sostenibilidad de la producción alimentaria.

Sin duda, las computadoras cuánticas actuales aún no son capaces de abordar problemas complejos del mundo real. La optimización de las redes de transporte público o la simulación de la dinámica molecular requieren gestionar miles de variables interconectadas, mucho más allá de la capacidad de codificación de las QPU actuales. Aun así, el rápido crecimiento de la capacidad de los cúbits pone de relieve el potencial, en gran parte sin explotar, de la computación cuántica.

Para que la IAC cumpla su promesa, la industria debe comprometerse con criterios claros, métricas transparentes y metodologías rigurosas de ACV que tengan en cuenta las emisiones a lo largo de todo el ciclo de vida, desde el diseño y la fabricación hasta la operación y la eliminación. Una mayor colaboración entre empresas, investigadores e instituciones, especialmente cuando es fomentada por organismos independientes, es fundamental para garantizar que los recursos se destinen a aplicaciones que aporten beneficios de sostenibilidad genuinos y mensurables.

La IAC representa una oportunidad para alejar a la IA de su trayectoria insostenible, desafiando a los científicos y a los empresarios a desarrollar y escalar soluciones cuánticas energéticamente eficientes. En tanto la confianza en los compromisos de neutralidad en carbono sigue erosionándose, la sostenibilidad puede verse impulsada no tanto por las promesas de las empresas como por las ambiciones de una nueva generación de innovadores y las enormes facturas de electricidad que pronto afectarán a los centros de datos de todo el mundo. Copyright: Project Syndicate, 2026.

Bertrand Badré, exdirector general del Banco Mundial, es presidente del Consejo Asesor de Project Syndicate, CEO y fundador de Blue like an Orange Sustainable Capital y autor de Can Finance Save the World? (Berrett-Koehler, 2018). Loïc Henriet es CEO de Pasqal. Etienne de Rocquigny es cofundador del Sustainable Quantum AI World Challenge y Rerum Novairum.