El diamante, la joya para impulsar la revolución cuántica en la industria

Las tecnologías cuánticas han cobrado un especial protagonismo en Euskadi recientemente con la inauguración del computador cuántico de la multinacional IBM. Sin embargo, su implementación en la industria y en los procesos de fabricación está aún en fases iniciales de investigación. El centro tecnológico Tekniker, miembro de la alianza Basque Research and Technology Alliance (BRTA), es uno de los actores de la I+D+i vasca que están explorando el potencial de la cuántica en diferentes sectores.

Estas tecnologías tienen un futuro prometedor y un alto potencial de aplicación en sectores como la salud, la industria avanzada y la navegación autónoma, incluyendo entornos y sistemas del ámbito aeroespacial.

Tekniker presentará en la Bienal Internacional de Máquina-Herramienta (BIEMH) un innovador sistema, íntegramente desarrollado en el centro, que convierte al diamante en un laboratorio en miniatura para crear una nueva generación de sensores industriales hipersensibles.

Esta ‘joya tecnológica’ evidenciará las capacidades del centro en sensórica cuántica, una de las tres áreas principales de investigación de estas nuevas tecnologías. “Los sensores cuánticos son capaces de medir concentraciones muy bajas de moléculas y detectar la presencia de determinados compuestos que, a día de hoy, con los métodos y sensores disponibles, resulta imposible o solo se identifican en concentraciones mucho más altas”, explica Jon Lambarri, coordinador de Sensórica Cuántica de Tekniker.

Para desarrollar esta nueva generación de sensores basados en principios de la mecánica cuántica, es necesario avanzar en nuevas plataformas tecnológicas que permitan mejorar su rendimiento, reproducibilidad e integración en dispositivos reales. En este sentido, el centro tecnológico presentará en la BIEMH 2026 un novedoso sistema que acelera el desarrollo de una de estas plataformas clave: los centros NV (nitrógeno-vacante) en diamante. “Dentro del diamante se pueden generar defectos controlados: cuando un átomo de nitrógeno sustituye a uno de carbono y se combina con una vacante de la red cristalográfica adyacente, se forma un centro NV con propiedades cuánticas únicas”, añade Jon Lambarri.

En un centro NV, estas propiedades cuánticas permiten una interacción extremadamente sensible con el entorno. Mediante secuencias de pulsos de luz láser y microondas, es posible preparar, manipular y leer su respuesta a través de la fluorescencia emitida por el propio diamante. A diferencia de otras tecnologías avanzadas, estos sistemas operan a temperatura ambiente, sin necesidad de condiciones criogénicas.

El prototipo de Tekniker confirma la viabilidad de escribir y controlar centros NV en laboratorio y cuenta con un futuro prometedor y potenciales aplicaciones en sectores como el biosanitario o la navegación autónoma. Entre otras, destacan el desarrollo de sensores GPS-free para facilitar la navegación de sistemas autónomos en entornos donde no llega la señal de satélite, como el espacio exterior; o la detección de biomarcadores y moléculas biológicas, permitiendo diagnósticos médicos mucho más tempranos y precisos.

La puesta a punto de este sistema evidencia las capacidades y las instalaciones de vanguardia de Tekniker. El centro tecnológico cuenta con una Sala Blanca que funciona a modo de laboratorio de las tecnologías de sensórica cuántica desarrolladas.

Además, el centro tecnológico también aborda las posibilidades de la computación cuántica a través del concepto de Quantum Machine Learning, un nuevo enfoque que busca dar un salto en el campo de la Inteligencia Artificial y mejorar el rendimiento de la IA tradicional.

Tekniker, con más de 20 años de experiencia en el diseño y desarrollo de sistemas de información inteligentes para el soporte de procesos industriales, cuenta con un grupo de trabajo formado por matemáticos y físicos que trabaja en el desarrollo de estas nuevas tecnologías cuánticas para acelerar el entrenamiento de los modelos de IA y, en consecuencia, mejorar la eficiencia y precisión de estos sistemas.

El objetivo es explorar las oportunidades que ofrece la computación cuántica resolviendo problemas que tradicionalmente se han resuelto con algoritmos y ordenadores clásicos. Por ejemplo, estimar el estado final de un metal en un proceso de solidificación en fabricación aditiva por láser.