Cómo los algoritmos cuánticos pueden transformar la transmisión de energía, optimizando rutas, reduciendo pérdidas y potenciando la sostenibilidad en el sector eléctrico.
Debe existir alguna mejor forma de transitar por el ocaso de un día domingo que revisando estudios y publicaciones de nuevas tecnologías. Lo cierto es que a mis sesenta años de edad esta forma es la que me gusta. Y no es difícil hacerlo, basta preguntarme una vez más ¿qué debo estar haciendo hoy para aquello que quiero ver materializado en 25 años más?. Contextualizada la inspiración, aquí va mi presente artículo, quizás hasta pionero en Chile.
La computación cuántica es una tecnología emergente que promete revolucionar numerosos sectores, y el energético no es la excepción. Su capacidad para procesar cantidades masivas de datos y resolver problemas complejos de optimización en tiempo real la convierte en una herramienta clave para mejorar el flujo de energía en las redes eléctricas. Los algoritmos cuánticos aplicados en este ámbito pueden ayudar a afinar las rutas que toma la electricidad en las redes, reduciendo las pérdidas y mejorando la eficiencia general de los sistemas eléctricos.
Computación Cuántica y Redes Eléctricas: ¿Cómo Funciona?
En una red eléctrica tradicional, la electricidad debe viajar desde los centros de generación hacia los consumidores a través de una serie de rutas fijas en la infraestructura de transmisión y distribución. Este proceso implica ciertas pérdidas de energía, en especial durante horas de alta demanda o cuando el sistema se enfrenta a fluctuaciones en la oferta y la demanda. Los métodos convencionales para minimizar estas pérdidas son limitados, ya que las redes eléctricas modernas son sistemas de alta complejidad con numerosos factores en juego, desde el consumo hasta la capacidad de las líneas y las fuentes de energía variable, como las renovables.
Aquí es donde entra la computación cuántica.
Las computadoras cuánticas, que emplean principios de la mecánica cuántica para procesar información, pueden evaluar múltiples rutas y escenarios simultáneamente, optimizando la gestión del flujo de energía en una fracción del tiempo que requieren los sistemas tradicionales. Según el MIT Technology Review, una computadora cuántica puede calcular las rutas más eficientes para la transmisión de electricidad, teniendo en cuenta millones de variables en tiempo real (MIT Technology Review, 2023).
Beneficios para la Eficiencia Energética
La computación cuántica permite el desarrollo de algoritmos cuánticos avanzados, como los algoritmos de optimización de redes. Estos pueden:
- Reducir Pérdidas de Energía: Al optimizar la ruta de la electricidad a través de la red, se minimizan las pérdidas que normalmente ocurren debido a la resistencia en los cables y al desajuste entre oferta y demanda. Según un estudio de IBM Research, se estima que los algoritmos cuánticos podrían reducir las pérdidas de energía en hasta un 10% en redes complejas (IBM Research, 2022).
- Mejorar la Eficiencia en la Distribución: En una red eléctrica, los algoritmos cuánticos pueden adaptarse rápidamente a cambios en el suministro y la demanda. Por ejemplo, si una planta solar reduce su producción debido a nubes, el sistema cuántico puede redirigir la electricidad de una fuente alternativa casi instantáneamente, evitando interrupciones y optimizando el flujo.
- Adaptación en Tiempo Real a Fuentes Renovables: Dado que la energía renovable es intermitente, las redes requieren una capacidad de respuesta rápida para ajustarse a sus fluctuaciones. Los algoritmos cuánticos son capaces de hacer estos ajustes en tiempo real, algo que las redes convencionales luchan por lograr debido a la complejidad y el tiempo que lleva procesar grandes cantidades de datos.
Casos de Estudio y Proyectos Actuales
Actualmente, varias empresas y centros de investigación están investigando y desarrollando aplicaciones de computación cuántica en el sector energético:
- ExxonMobil y IBM: En una colaboración reciente, ambas compañías están explorando cómo la computación cuántica puede mejorar la eficiencia en la gestión de redes eléctricas, en particular mediante la optimización de rutas de energía y reducción de pérdidas (IBM Newsroom, 2023).
- D-Wave y el Ministerio de Energía de Canadá: Este proyecto utiliza algoritmos cuánticos para optimizar la distribución de energía en las ciudades. Los resultados iniciales sugieren una reducción del 15% en las pérdidas energéticas durante los picos de demanda (D-Wave Systems, 2023).
Desafíos y Futuro de la Computación Cuántica en Energía
Aunque las posibilidades de la computación cuántica en el sector energético son impresionantes, aún enfrenta desafíos. Las computadoras cuánticas son tecnológicamente complejas y requieren un entorno específico, como temperaturas extremadamente bajas, para operar eficazmente. Esto limita actualmente su aplicación comercial a gran escala. Sin embargo, según un informe de McKinsey & Company, los avances en la miniaturización y estabilidad de las computadoras cuánticas están mejorando rápidamente, y se espera que la tecnología esté lista para aplicaciones a gran escala en las redes eléctricas en los próximos 10 años (McKinsey & Company, 2023).
Mi opinión
Espero que las Universidades en Chile, lo mismo que lo jóvenes que elegirán en un futuro cercano a qué dedicarán su esfuerzo laboral, se enteren que la computación cuántica podría transformar el sector energético al optimizar el flujo de energía en las redes eléctricas, lo que conlleva una reducción en las pérdidas de energía y una mejora en la eficiencia.
Con el avance de esta tecnología, el sistema eléctrico del futuro podrá adaptarse en tiempo real a las fluctuaciones de oferta y demanda, especialmente con la integración de fuentes de energía renovable.
A medida que las barreras tecnológicas disminuyen, y lo hacen a cada minuto, la adopción de la computación cuántica en el sector energético promete no solo eficiencia, sino también sostenibilidad.
Claudio Alarcón Arriagada
Abogado/Ingeniero/Auditor
Gerente General de Felval S.A.
FELVAL S.A.
18 años de experiencia en Concesiones y Servidumbres eléctricas
En FELVAL S.A., nos enorgullece contar con 18 años de trayectoria en la industria, brindando soluciones integrales en Ingeniería, Concesiones & Servidumbres Eléctricas. Nuestro compromiso con la excelencia y la innovación nos ha posicionado como líderes en el sector, garantizando la calidad y la eficiencia en cada uno de nuestros proyectos.
Mis Fuentes:
- MIT Technology Review. (2023). «Quantum Computing’s Impact on Energy Networks.»
- IBM Research. (2022). «Optimizing Power Grids with Quantum Algorithms.»
- IBM Newsroom. (2023). «IBM and ExxonMobil Partner to Advance Quantum Energy Solutions.»
- D-Wave Systems. (2023). «Quantum Computing for Real-Time Energy Distribution.»
- McKinsey & Company. (2023). «Quantum Technology and Its Role in Future Energy Systems.»