El grupo de investigación en Tecnologías Cuánticas liderado por Jorge Casanova, profesor e investigador de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, ha sido seleccionado por parte de la Comisión Europea para formar parte del proyecto interuniversitario QUENCH (Quantum-Enhanced Benchtop Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer) a través del prestigioso programa europeo Research and Innovation Programme (RIA). El presupuesto total del proyecto asciende a los 2.556.000 euros.

«El equipo de QUENCH busca diseñar sensores cuánticos en diamantes, dispositivos capaces de actuar en la micro-escala y detectar campos magnéticos diminutos con alta precisión, para potenciar la señal de resonancia magnética nuclear (RMN) de la muestra. Entre otros, el diseño de estos sensores cuánticos permitirá realizar espectroscopia RMN con un instrumento de mesa algo más compacto y económico, sin la necesidad de utilizar imanes superconductores costosos y voluminosos», explica Jorge Casanova, del departamento Química Física de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

Se trata de aprovechar las posibilidades que ofrecen las tecnologías cuánticas para perfeccionar la sensibilidad y la resolución de la espectroscopia RMN. Esta es ampliamente empleada para el análisis estructural de moléculas en diversos campos como la química, biología, medicina y ciencias naturales. Además, es la técnica de detección más versátil con la que cuenta la ciencia hoy en día. Por ejemplo, a través de la espectroscopia RMN se pueden realizar análisis de químicos potencialmente peligrosos para la salud, detección de explosivos en aeropuertos o, incluso, la detección temprana de enfermedades.

En definitiva, el proyecto QUENCH busca mejorar significativamente la sensibilidad de los espectrómetros RMN de mesa por varios órdenes de magnitud al combinarlos con la detección cuántica. Se trata de un avance en la investigación y desarrollo de las tecnologías cuánticas aplicadas a la espectroscopia RMN y promover avances en el campo de la ciencia y de la medicina.

El equipo de QUENCH, compuesto por expertos de la Universidad Técnica de Múnich (TUM) en Alemania, la Universidad del País Vasco, TECNALIA Research & Innovation, Technion-Instituto de Tecnología de Israel (Technion) en Israel, Fraunhofer-Gesellschaft en Alemania, la empresa Magritek Ltd en Alemania, y la empresa AMIRES en República Checa, reúne habilidades y conocimientos complementarios en física cuántica, espectroscopia RMN, nanotecnología en diamantes, procesamiento de señales y aprendizaje automático.

Tecnologías cuánticas

La sensórica cuántica es una de las ramas de las tecnologías cuánticas más desarrolladas y ya da lugar a aplicaciones concretas, por lo que Jorge Casanova no ve «fuera de rango pensar en aplicaciones en el ámbito médico, químico y en salud pública en 5 años». Es más, las tecnologías cuánticas, aclara, llevan “décadas completamente integradas en el tejido empresarial”. Y como ejemplo enumera los siguiente: el láser, los relojes atómicos, los transistores, y el uso civil de la energía nuclear.

Sin embargo, el doctor Casanova es consciente del «excesivo “hype” que se le ha dado a la computación cuántica, generando expectativas de inmediatez en su disponibilidad». «No dudo que finalmente lograremos un ordenador cuyos principios de funcionamiento estén basados en el entrelazamiento cuántico, pero este es un reto tecnológico colosal que va a requerir de esfuerzo, tiempo y de la cooperación de universidades y empresas tecnológicas coordinada con la inversión pública de los gobiernos», avanza Casanova.

El grupo de investigación de Casanova comenzó en 2019 a centrarse en la sensórica cuántica como una de las aplicaciones tecnológicas más prometedoras y, ahora, la cuantía que recibirá serán utilizados para la contratación de investigadores y la compra de equipos informáticos adecuados que soporten cálculos numéricos complejos.