José Manuel Llorens, científico titular CSIC y socio fundador de g2-Zero.
Así como el éxito de los semiconductores clásicos dependió de abrir su arquitectura de fabricación, el futuro de las tecnologías cuánticas dependerá de repetir ese mismo movimiento. La historia ya nos ha enseñado el camino: cuando la industria de los semiconductores separó el diseño de la fabricación, dio lugar al modelo fabless-fundición que multiplicó su tamaño de mercado. Es ese modelo de arquitectura abierta el que la cuántica va a necesitar si quiere escalar más allá del laboratorio.
El gran éxito industrial de los semiconductores no vino únicamente de fabricar más barato gracias a la litografía, capaz de procesar miles de dispositivos en cada oblea. Vino, sobre todo, de romper el modelo verticalmente integrado de sus primeras décadas. La aparición de la fundición pura, empresas como TSMC, que desde los años ochenta se dedicaron exclusivamente a fabricar diseños ajenos, y del diseño "fabless" con licencias de propiedad intelectual, como el modelo que popularizó ARM, permitió que cualquier integrador diseñara sin necesidad de fabricar. El resultado fue una explosión de demanda en todo el ecosistema: más diseñadores, más aplicaciones, más volumen para las fundiciones.
Esa misma apertura se ha trasladado a la fotónica integrada: chips que se comunican mediante luz, y circuitos fotónicos que calculan a toda velocidad sin apenas disipar energía. El sector no ha tenido que reinventar el modelo, sino heredarlo: kits de diseño de procesos (PDK) estandarizados, tandas multiproyecto que permiten compartir oblea entre varios diseños, y herramientas de diseño compatibles con las mismas fundiciones que ya trabajaban en electrónica. Es la prueba de que el modelo trasciende la aplicación para la que nació. La cuántica podría ser el siguiente peldaño.
Sin embargo, mientras la industria decide qué forma tomará esa apertura, los grandes actores de la cuántica trabajan hoy en vertical, controlando diseño, fabricación e integración bajo un mismo techo. Esa verticalidad entraña un peligro conocido: la formación de monopolios y el riesgo de que una tecnología estratégica quede atrapada en la posición dominante de un único proveedor, con la interoperabilidad como primera víctima. Es, de hecho, el mismo punto de partida del que partieron los semiconductores antes de abrirse.
La cuántica se perfila como el próximo gran examen para los semiconductores, y es precisamente en sus puntos técnicos más críticos donde la apertura tendría más que ofrecer. Los semiconductores ya cumplen un papel habilitador: sea cual sea la plataforma, superconductores, fotones, átomos o espines, sus qubits necesitan ser controlados y leídos con electrónica de semiconductor, un componente candidato natural a estandarizarse y desacoplarse del resto del sistema.
Pero, ¿cómo se intercambiará esa información entre puntos remotos? Aquí las fuentes semiconductoras de luz cuántica podrían repetir el papel que ya jugaron los láseres de diodo, omnipresentes en las comunicaciones clásicas actuales, generando los fotones que viajarán por la red, capaces de codificar estados cuánticos. Para ello harán falta fuentes de fotones individuales y pares entrelazados que trabajen como las fuentes clásicas: exactamente el tipo de componente que, en un modelo abierto, podría fabricar un proveedor especializado y no cada integrador en vertical. A diferencia de una señal clásica, además, un qubit no se puede copiar, así que hará falta resolver también el reto de los repetidores cuánticos, otro componente candidato a convertirse en pieza de catálogo abierto en lugar de tecnología propietaria.
Si el paralelismo con los semiconductores clásicos se sostiene, cabe esperar que, según madure la tecnología, surjan proveedores de componentes agnósticos a la aplicación final, capaces de satisfacer la demanda tanto en computación como en comunicaciones cuánticas. Con tantos frentes abiertos, plataformas físicas distintas, arquitecturas de red distintas, casos de uso distintos, es pronto para saber qué tecnología acabará imponiéndose. Pero esa misma incertidumbre es, paradójicamente, el mejor argumento a favor de la apertura: nadie puede permitirse todavía apostar en vertical por una única plataforma ganadora.
Cualquier integrador podría entonces construir sobre una arquitectura abierta, combinando dispositivos optimizados de distintos proveedores, capaces de operar de forma desatendida y con una hoja de ruta clara de fabricación en volumen. Esa mayor demanda de componentes es, precisamente, lo que evitaría las dependencias estratégicas que hoy amenazan con limitar el desarrollo de los nuevos mercados que la tecnología cuántica está llamada a abrir.
En este ecosistema abierto, sin embargo, no bastará únicamente con desarrollar una tecnología de calidad. Una de las principales dificultades a las que se van a enfrentar las startups que entren en este sector es conseguir la escalabilidad de su tecnología, y no es fácil encontrar soluciones escalables en fenómenos tan complejos y exigentes como los cuánticos. Sin esa escalabilidad, el modelo de arquitectura abierta se queda en promesa: los proveedores agnósticos solo pueden cumplir su papel si son capaces de fabricar en volumen. Contar con una ruta de escalabilidad no garantizará el éxito de las empresas, pero será la condición necesaria para que la apertura, y no la verticalidad, acabe definiendo el futuro de la cuántica.
*** José Manuel Llorens es científico titular CSIC y socio fundador de g2-Zero.