Computadora cuántica

Qué es una computadora cuántica: explicación tras el aviso del Nobel de Física sobre China

Computadoras cuánticas: usos, retos y lo que dijo el Nobel de Física sobre la carrera internacional.
martes, 9 de diciembre de 2025 · 10:05

CIUDAD DE MÉXICO (apro).— John Martinis, ganador del Premio Nobel de Física 2025, afirmó que China avanza con rapidez en el desarrollo de computadoras cuánticas, una tecnología que podría resolver problemas que hoy están fuera del alcance de las supercomputadoras más potentes. En entrevista con Bloomberg en Tel Aviv, el físico señaló que la competencia entre China, Estados Unidos y Europa se ha intensificado, con posibles implicaciones para comunicaciones seguras, infraestructura crítica y capacidades científicas.

“China es sin duda muy competitiva en este ámbito”, dijo Martinis a Bloomberg. “Debería preocuparnos que exista una verdadera competencia”. Durante la conversación, agregó que la respuesta de China a los avances de Occidente ha sido rápida. “Se pusieron al día rápidamente. Ahora nos preocupa que tal vez les llevemos una ventaja de nanosegundos”, afirmó. También indicó que los equipos chinos suelen replicar avances publicados por instituciones occidentales con pocos meses de diferencia.

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Martinis trabaja en la Universidad de California en Santa Bárbara y recibió el Nobel junto con Michel H. Devoret y John Clarke por investigaciones realizadas en la década de 1980 sobre el efecto túnel macroscópico y la cuantificación de la energía en circuitos eléctricos. Desde entonces, su trabajo ha sido central en el desarrollo de la computación cuántica. En 2019 encabezó un equipo de Google que reportó haber alcanzado la llamada “supremacía cuántica”, al ejecutar con el procesador Sycamore un algoritmo que, según los autores, resolvió en 200 segundos un problema que una supercomputadora clásica habría procesado en al menos 10 mil años.

El avance desencadenó una respuesta inmediata. En 2020, investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y la Universidad Tsinghua, liderados por Jian-Wei Pan, publicaron que su sistema cuántico había resuelto un problema en poco más de tres minutos para el que los supercomputadores clásicos requerirían cientos de millones de años. Para Martinis, este ritmo demuestra el nivel de competencia global.

En una entrevista adicional con Euronews, el físico indicó que la participación creciente del sector privado puede influir en el ritmo de avance. “Uno de los problemas es que, como ahora la tecnología la desarrollan sobre todo empresas privadas, la gente tiende a no compartir lo que aprende, y esto puede ralentizar el progreso”, señaló.

Qué es una computadora cuántica

La computación cuántica utiliza principios de la mecánica cuántica para procesar información. IBM describe esta tecnología como un método que permite resolver problemas difíciles para las computadoras clásicas, mediante recursos que no existen en sistemas tradicionales.

A diferencia de los bits —que solo pueden almacenar 0 o 1— los cúbits pueden representar 0, 1 o una combinación simultánea de ambos estados. Esto ocurre por fenómenos como:

  • Superposición: permite que un cúbit se encuentre en varios estados posibles al mismo tiempo.
  • Entrelazamiento: los cúbits pueden correlacionarse de forma que el estado de uno influya en el estado de otro, incluso si están separados.
  • Interferencia cuántica: permite amplificar resultados correctos y reducir los incorrectos durante un cálculo.

Debido a estas propiedades, una computadora cuántica puede explorar muchas posibilidades en paralelo. El número de estados posibles crece de forma exponencial: con 100 cúbits, la cantidad de combinaciones supera por mucho las capacidades de cualquier supercomputadora actual.

Este tipo de máquinas se considera adecuado para:

  • Modelar sistemas físicos complejos, como moléculas o materiales.
  • Identificar patrones en grandes volúmenes de datos.
  • Resolver problemas de optimización de alto nivel.
  • Explorar nuevas formas de criptografía.

IBM señala que, aunque emplean código binario, los cúbits procesan información de manera distinta a los bits, lo que permite cálculos que no son viables con hardware tradicional.

Avances recientes en centros internacionales

El desarrollo de la computación cuántica no depende de un solo país ni un solo laboratorio. En 2024 y 2025, diversas instituciones académicas y de investigación han publicado hallazgos que complementan el panorama descrito por Martinis.

MIT (Estados Unidos)

El MIT publicó el Quantum Index Report 2025, un análisis sobre el estado de la ingeniería cuántica y los retos para construir sistemas escalables. Investigadores del MIT-CQE también reportaron avances en técnicas de acoplamiento cuántico que permiten operaciones y lecturas más rápidas de cúbits, lo que podría mejorar la estabilidad y acelerar cálculos.

QuTech, Universidad de Delft (Países Bajos)

QuTech continuó sus trabajos en computación cuántica y redes cuánticas. El instituto desarrolla prototipos escalables e investiga técnicas para aumentar la fidelidad de operaciones cuánticas mediante control avanzado de superconductores y fotones.

Instituto Max Planck de Ciencias Cuánticas (Alemania)

La red Max Planck publicó resultados en materia de corrección de errores cuánticos y materiales para cúbits de estado sólido. Estos estudios buscan aumentar el tiempo de coherencia, uno de los principales obstáculos para construir computadoras cuánticas funcionales.

Institute for Quantum Computing, Universidad de Waterloo (Canadá)

El IQC difundió trabajos relacionados con arquitectura cuántica tolerante a fallas, algoritmos para simulaciones químicas y métodos de calibración automatizada para cúbits. Estas técnicas buscan reducir el error operativo y mejorar la escalabilidad.

NIST (Estados Unidos)

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología reportó avances en dispositivos superconductores y esquemas de metrología cuántica que permiten medir con mayor precisión el rendimiento de cúbits individuales y lógicos.

Centre for Quantum Technologies (Singapur)

El CQT continuó proyectos en fotónica cuántica y control de iones atrapados, ambos relevantes para construir sistemas alternativos al enfoque de superconductores.

Estas contribuciones permiten entender el comentario de Martinis sobre la rapidez con la que instituciones chinas reproducen avances occidentales: la investigación cuántica es global y cuenta con mecanismos formales de publicación que facilitan la difusión técnica.

Por qué la competencia cuántica es relevante

Estados Unidos, Europa y China desarrollan computadoras cuánticas con potencial para descifrar comunicaciones cifradas, modelar estructuras químicas complejas o analizar sistemas de infraestructura. De acuerdo con estimaciones de McKinsey & Company, este sector podría alcanzar un valor de 1.3 billones de dólares en 2035.

Para Martinis, el interés creciente de gobiernos y empresas amplía la relevancia de compartir resultados científicos, particularmente en etapas en que la tecnología aún requiere superar retos esenciales. Entre ellos:

  • Control preciso del ruido cuántico.
  • Incremento del tiempo de coherencia.
  • Métodos robustos de corrección de errores.
  • Fabricación de cúbits lógicos escalables.
  • Integración con sistemas clásicos.

Aunque existen prototipos funcionales, los sistemas actuales no sustituyen a las computadoras tradicionales. La tecnología sigue en desarrollo y las aplicaciones prácticas aún se encuentran en fase experimental.

Cómo funcionan estas máquinas en la práctica

Un sistema cuántico típico realiza los siguientes pasos:

  • Preparación de cúbits: se inicializa el sistema en un estado cuántico controlado.
  • Construcción del circuito cuántico: se aplican puertas cuánticas para manipular el estado de los cúbits.
  • Ejecución del algoritmo: los cúbits evolucionan según reglas cuánticas, aprovechando superposición y entrelazamiento.
  • Interferencia cuántica: se ajustan probabilidades para favorecer resultados coherentes con el problema.
  • Medición: el sistema colapsa a un estado final que representa la solución.

Los avances de Google en 2019 y de los equipos chinos en 2020 fueron demostraciones específicas de este proceso. Aunque no se consideran aplicaciones directas para uso general, sí representan logros experimentales que permiten medir el progreso.

El panorama hoy

Martinis situó la posibilidad de que las computadoras cuánticas puedan descifrar comunicaciones y acceder a infraestructura crítica en un horizonte de cinco a diez años. De acuerdo con sus declaraciones, la competencia entre países podría influir en la velocidad de los avances. La participación de empresas privadas agrega complejidad al acceso abierto al conocimiento, lo que podría modificar el ritmo de la investigación.

La tecnología ha progresado desde la física teórica de la década de 1980 hasta los prototipos actuales que combinan ingeniería, ciencia de materiales, programación y metrología cuántica. Los avances internacionales de 2024 y 2025 muestran que el desarrollo se distribuye entre múltiples instituciones y que la comprensión de la computación cuántica necesita considerar una red amplia de actores.

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