Computación cuántica podría acelerar la descarbonización de la economía

El uso de la computación cuántica en sectores clave de la economía, como energía, agricultura y procesos industriales, permitiría eliminar más de 7 gigatoneladas de CO2 equivalente (CO2e) de la atmósfera por año, en comparación con la trayectoria actual, lo que representa más de 150 gigatoneladas en los próximos 30 años, según un nuevo estudio de McKinsey.

El estudio La computación cuántica podría salvar el planeta, afirma que cumplir el objetivo de cero emisiones netas con el que se han comprometido los países y algunas industrias, así como el objetivo de limitar el alza de la temperatura del planeta, no será posible sin los grandes avances en tecnología climática que sólo podrán ser alcanzadas mediante el uso de computación cuántica.

La consultora considera que esta nueva tecnología podría ayudar a desarrollar tecnologías climáticas capaces de reducir el carbono en el orden de 7 gigatoneladas por año de impacto adicional para 2035, con el potencial de permitir que el mundo alcance el objetivo de limitar el alza de la temperatura por debajo de los 1.5 grados centígrados.

La computación cuántica es una nueva tecnología que aprovecha las leyes de la mecánica cuántica para producir un rendimiento exponencialmente mayor para ciertos tipos de cálculos, lo que ofrece la posibilidad de grandes avances en varios mercados finales. La tecnología funciona calculando con qubits, que pueden representar 0 y 1 al mismo tiempo. La computación clásica, por su parte, calcula con transistores que representan 0 o 1.

Por ejemplo, factorizar un número primo de 2,048 bits con la supercomputadora actual podría requerir alrededor de un billón de años. Mediante el uso de la tecnología cuántica, este cálculo podría tomar alrededor de un minuto, según el estudio.

McKinsey también calcula que el salto en la reducción de CO2 podría ser una gran oportunidad para las empresas, con un valor de 3 a 5 billones de dólares mediante iniciativas dirigidas a la sostenibilidad.

Cambio 1: Electrificar nuestras vidas

Mejorar la densidad de energía de las baterías de iones de litio (Li-ion) permite aplicaciones en vehículos eléctricos y almacenamiento de energía a un costo asequible. Al utilizar computación cuántica para apoyar la investigación de materiales y en el mejor entendimiento de procesos químicos, se estima que las baterías mejoradas podrían generar una reducción adicional en las emisiones de dióxido de carbono de 1.4 gigatoneladas para 2035.

Cambio 2: Adaptación de las operaciones industriales

Muchas partes de la industria producen emisiones que son extremadamente costosas o logísticamente difíciles de reducir, tales como la producción del cemento.

La computación cuántica puede ayudar a simular combinaciones teóricas de materiales para encontrar una que supere los desafíos actuales: durabilidad, disponibilidad de materias primas y eflorescencia (en el caso de los aglutinantes activados por álcali). Esto tendría un impacto adicional estimado de 1 gigatonelada al año para 2035.

Cambio 3: Energía y combustible descarbonizantes

McKinsey indica que la computación cuántica tiene un potencial significativo para descarbonizar los procesos industriales, lo que podría conducir a una descarbonización adicional de hasta 1.5 gigatoneladas al año, incluido el cemento.

Cambio 4: Aumentar la actividad de captura y secuestro de carbono

La captura de carbono es necesaria para lograr el objetivo de cero emisiones. Ambos tipos de captura de carbono, fuente puntual y directa, podrían ser ayudados por la computación cuántica.

Los adsorbentes novedosos que tienen una tasa de adsorción más alta podrían reducir el costo de la tecnología a 100 dólares por tonelada de CO2e capturado. Este podría ser un umbral crítico para la aceptación, dado que los líderes climáticos corporativos como Microsoft han anunciado públicamente la expectativa de pagar 100 dólares por tonelada a largo plazo por las eliminaciones de carbono de la más alta calidad. Esto conduciría a una reducción adicional de CO2 de 0.7 gigatoneladas al año para 2035.

Cambio 5: Reforma de la alimentación y la silvicultura

El 20 por ciento de las emisiones anuales de gases de efecto invernadero provienen de la agricultura, y el metano emitido por el ganado y los productos lácteos es el principal contribuyente. La investigación señala que los aditivos para alimentos bajos en metano podrían detener efectivamente hasta el 90 por ciento de las emisiones de metano, aunque su aplicación en la práctica ha demostrado ser complicada.

Una solución alternativa es una vacuna antimetano que produce anticuerpos dirigidos contra el metanógeno. La computación cuántica podría acelerar la investigación para encontrar los anticuerpos correctos mediante la simulación de moléculas precisas en lugar de un método costoso y largo de prueba y error, indica McKinsey.

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