La computación cuántica ha sido durante décadas un terreno experimental donde los avances se miden en qubits y fidelidad de operaciones. Sin embargo, la llegada de máquinas cuánticas de nivel dos, con corrección de errores integrada y basadas en átomos neutros, apunta a un cambio tangible en la capacidad de estas tecnologías. Empresas como Microsoft, Atom Computing y QuEra están liderando estos desarrollos, y para 2026 se espera que los primeros clientes puedan probar sistemas que combinan cientos de qubits físicos en unidades lógicas más estables. A pesar de las limitaciones de velocidad y coste, los progresos recientes en la creación de qubits lógicos y la corrección de errores sugieren un camino claro hacia sistemas cuánticos más funcionales y escalables.

Nivel dos: La nueva meta en Computación Cuántica

El objetivo de la industria cuántica es construir máquinas capaces de resolver problemas a gran escala que la computación clásica no puede abordar. Sin embargo, no se espera que se alcance este objetivo para 2026. El progreso se mide a través de un marco de tres niveles definido por Microsoft Quantum: el primero incluye los ordenadores cuánticos actuales, denominados NISQ (noisy intermediate-scale quantum), con alrededor de 1.000 qubits, pero muy susceptibles al ruido. El segundo nivel incorpora máquinas pequeñas que implementan protocolos de corrección de errores robustos, mientras que el tercero apunta a sistemas a gran escala con cientos de miles o incluso millones de qubits lógicos.

Para 2026, Microsoft y Atom Computing planean entregar a clientes seleccionados, como el Export and Investment Fund de Dinamarca y la Fundación Novo Nordisk, un ordenador cuántico de nivel dos llamado Magne, compuesto por 50 qubits lógicos construidos a partir de 1.200 qubits físicos. De forma paralela, QuEra ya ha suministrado un sistema de 37 qubits lógicos y 260 físicos al National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) de Japón, con planes de comercialización global.

La relevancia de la corrección de errores no puede subestimarse. Los qubits son extremadamente frágiles, sensibles a campos eléctricos, magnéticos, vibraciones mecánicas e incluso a rayos cósmicos. La creación de qubits lógicos, donde un qubit de información se distribuye entre múltiples qubits físicos, permite reducir drásticamente las tasas de error. En experimentos recientes, tanto QuEra como Microsoft demostraron que operaciones realizadas con qubits lógicos superan a las realizadas con qubits físicos sin corrección.

Átomos neutros: Flexibilidad y paralelismo

Los ordenadores cuánticos de nivel dos presentados por Microsoft, Atom Computing y QuEra utilizan átomos neutros como qubits. Este enfoque permite un grado de maniobrabilidad único: cada qubit físico puede moverse y reordenarse dentro de una cámara de vacío, facilitando la implementación de protocolos de corrección de errores que serían imposibles en sistemas con qubits estáticos. Los átomos se enfrían a temperaturas cercanas al cero absoluto y se manipulan mediante haces láser extremadamente precisos, un proceso conocido como optical tweezing.

Cada operación cuántica se realiza mediante la aplicación controlada de pulsos láser que iluminan uno o varios pares de átomos simultáneamente, permitiendo un alto grado de paralelismo. Aunque la velocidad de estas operaciones es entre 1/100 y 1/1.000 respecto a los qubits superconductores Quanta Magazine, la capacidad de ejecutar operaciones en paralelo y reducir las necesidades de corrección de errores compensa esta limitación, logrando una aceleración efectiva de hasta 50 o 100 veces en comparación con cálculos previos según QuEra.

Este diseño también ofrece escalabilidad. Los equipos de QuEra y Atom Computing proyectan poder albergar hasta 100.000 átomos en una sola cámara de vacío, una señal clara de que el camino hacia sistemas cuánticos de tercera generación, con cientos de miles de qubits lógicos, es factible.

Perspectivas industriales y desafíos

A pesar del entusiasmo por los sistemas de átomos neutros, la industria no comparte una única visión sobre el progreso cuántico. IBM, por ejemplo, prioriza el uso práctico de los sistemas existentes antes de centrarse en la corrección total de errores, enfocándose en estrategias de supresión de errores y casos de uso inmediatos.

Los retos técnicos siguen siendo importantes. La velocidad de los qubits neutros limita la rapidez de los cálculos y, por ahora, el coste de estos sistemas sigue siendo elevado. Sin embargo, el desarrollo de qubits lógicos y algoritmos de corrección de errores ha marcado un avance significativo en la capacidad de estas máquinas para ejecutar operaciones cuánticas complejas con alta fidelidad, algo fundamental para aplicaciones científicas y de ingeniería que requieren precisión extrema.

Además, la comparación con qubits superconductores muestra que no solo importa la velocidad de reloj, sino el tiempo total para alcanzar un resultado útil (time to solution), donde la eficiencia de los qubits neutros puede ser comparable a la de sus competidores más rápidos.

Magne: Un paso concreto hacia la Computación Cuántica práctica

El Magne, desarrollado por Microsoft y Atom Computing, es el ejemplo más claro de cómo se materializan estos avances. Con 50 qubits lógicos derivados de 1.200 qubits físicos, este ordenador cuántico será entregado a clientes selectos a finales de 2026 y servirá para aplicaciones científicas avanzadas, aunque no comerciales. Su construcción en átomos neutros permite experimentar con protocolos de corrección de errores de forma flexible, al mismo tiempo que explora configuraciones de qubits en 2D y 3D.

La relevancia de Magne radica en su potencial de demostrar experimentalmente que la corrección de errores y la manipulación de qubits lógicos reducen la tasa de fallos, acercando la computación cuántica a aplicaciones funcionales. Según expertos, su diseño abre la puerta a implementar estrategias que antes solo existían en teoría, incluyendo optimización de algoritmos y simulaciones de sistemas moleculares complejos, que podrían transformar la química computacional y la investigación de materiales.

Reflexiones finales

La llegada de ordenadores cuánticos de nivel dos indica que la computación cuántica está dejando atrás el ámbito puramente experimental. La combinación de corrección de errores, qubits lógicos y átomos neutros ofrece un camino tangible hacia máquinas más fiables y escalables. Sin embargo, la velocidad limitada y el alto coste todavía representan barreras importantes para su adopción comercial generalizada.

A largo plazo, la expectativa es que estas tecnologías permitan abordar problemas que hoy resultan intratables para la computación clásica, desde simulaciones químicas complejas hasta optimización industrial avanzada. La innovación no reside únicamente en la magnitud de los qubits, sino en la capacidad de ejecutar operaciones precisas y resilientes frente al ruido ambiental, un aspecto que Magne y otras máquinas de nivel dos están demostrando de manera tangible.