La computación cuántica, una disciplina que aprovecha las propiedades de la mecánica cuántica, está revolucionando la forma en que abordamos problemas complejos en campos como la inteligencia artificial, la criptografía y la simulación de materiales. A diferencia de los bits clásicos, que pueden ser 0 o 1, los cúbits (bits cuánticos) pueden existir en múltiples estados simultáneamente gracias al fenómeno de la superposición. Esta característica permite a los ordenadores cuánticos procesar una cantidad masiva de información de manera paralela, abriendo posibilidades antes inimaginables.

Avances internacionales en Computación Cuántica

El prototipo Zuchongzhi-3: Un salto cuantitativo

Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha desarrollado el prototipo de procesador cuántico superconductor Zuchongzhi-3, que cuenta con 105 cúbits y 182 acopladores. Este procesador ha demostrado ser 10¹⁵ veces más rápido que los superordenadores más avanzados, realizando tareas de muestreo de circuitos cuánticos aleatorios con una eficiencia sin precedentes. Estos resultados superan en un millón de veces los obtenidos por Google en sus últimos experimentos.

Willow de Google: Reducción de errores y escalabilidad

Google ha presentado su chip cuántico Willow, capaz de resolver en cinco minutos tareas que a los superordenadores actuales les llevarían períodos inabarcables. Este chip de 105 cúbits se centra en la corrección de errores cuánticos, un desafío crítico debido a las perturbaciones que afectan la superposición de partículas. La supresión efectiva de errores en Willow permite que el rendimiento mejore a medida que se agregan más cúbits, lo que representa un avance significativo hacia la creación de ordenadores cuánticos útiles a gran escala.

Majorana 1 de Microsoft: Hacia la estabilidad cuántica

Microsoft ha introducido el chip cuántico Majorana 1, basado en una arquitectura de núcleo topológico que promete resolver problemas complejos en años en lugar de décadas. Este chip utiliza materiales topoconductores capaces de observar y controlar partículas de Majorana, produciendo cúbits más fiables y escalables que los actuales. Este avance podría permitir la implementación de hasta un millón de cúbits en un chip compacto, transformando áreas como el medio ambiente y la sanidad.

España en la carrera cuántica: El ordenador del BSC

España ha dado un paso significativo en el ámbito de la computación cuántica con la presentación de su primer ordenador cuántico, desarrollado con tecnología 100% europea en el Barcelona Supercomputing Center (BSC). Este logro es parte de la iniciativa Quantum Spain, financiada por el Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia, y coordinada por el BSC.

El nuevo sistema cuántico se integrará en el superordenador MareNostrum 5, el más potente de España y uno de los más avanzados del mundo. Esta integración permitirá combinar las capacidades de la computación clásica y cuántica, ofreciendo herramientas únicas para la investigación avanzada y la innovación en Europa. El ordenador cuántico del BSC utilizará cúbits superconductores, que requieren temperaturas extremadamente bajas para mantener la coherencia cuántica y minimizar los errores de procesamiento.

La incorporación de este ordenador cuántico permitirá abordar problemas complejos en áreas como la optimización de tráfico, el desarrollo de nuevos fármacos y la gestión de redes inteligentes. Por ejemplo, en el ámbito de la salud, la simulación de moléculas a nivel cuántico puede acelerar el descubrimiento de medicamentos más efectivos. Además, en el sector energético, la optimización de redes eléctricas inteligentes puede conducir a una distribución más eficiente de la energía, reduciendo pérdidas y mejorando la sostenibilidad.

Reflexiones adicionales

Los avances recientes en la computación cuántica, tanto a nivel internacional como nacional, indican una tendencia hacia la adopción de tecnologías cuánticas en diversas industrias. La capacidad de resolver problemas complejos de manera eficiente puede transformar sectores como la medicina, la energía y las finanzas. Sin embargo, es crucial continuar invirtiendo en investigación y desarrollo para superar los desafíos actuales, como la corrección de errores y la escalabilidad de los sistemas cuánticos.