La computación cuántica entra en una nueva era, según científicos: un momento comparable al del transistor en los años 50

No siempre es fácil saber cuándo una tecnología ha cruzado la línea entre la teoría y la aplicación real. A menudo, ese cambio ocurre en silencio, en laboratorios donde se combinan piezas aún inestables pero prometedoras. Es lo que parece estar ocurriendo ahora con la computación cuántica. Según un nuevo artículo publicado en Science, un grupo de investigadores afirma que este campo está entrando en una nueva etapa, comparable a la irrupción del transistor en los años cincuenta.

Este nuevo estudio no presenta un descubrimiento aislado, sino una evaluación amplia del estado actual del hardware cuántico. Los investigadores comparan este momento con el nacimiento de la era de los transistores, cuando la informática pasó de ser un experimento de laboratorio a una tecnología transformadora. Los fundamentos ya están en su sitio, hay sistemas que funcionan y el siguiente gran reto es escalar esas tecnologías. Como dijo el autor principal del estudio, David Awschalom, “los conceptos fundamentales de la física están establecidos, existen sistemas funcionales, y ahora debemos fomentar las asociaciones y los esfuerzos coordinados necesarios para alcanzar todo el potencial de la tecnología”.

Del laboratorio al mundo real

En la última década, la computación cuántica ha dado un salto importante. Ha pasado de simples pruebas de concepto a sistemas que comienzan a tener aplicaciones concretas. No se trata solo de cálculos teóricos ni de ideas futuristas: ya hay prototipos funcionales que operan en la nube y plataformas accesibles al público. Según el artículo, este avance ha sido posible gracias a la colaboración entre instituciones académicas, gobiernos e industrias, en un modelo similar al que impulsó el desarrollo de la microelectrónica a mediados del siglo XX.

Los investigadores identifican seis plataformas principales de hardware cuántico que están liderando el desarrollo actual: qubits superconductores, iones atrapados, defectos de espín, puntos cuánticos semiconductores, átomos neutros y fotones ópticos. Cada una de estas tecnologías tiene sus propias fortalezas y desafíos, y todas están siendo exploradas como posibles bases para futuros ordenadores cuánticos, redes de comunicación avanzadas y sistemas de detección ultraprecisos.

Para evaluar el estado de madurez de estas plataformas, los autores utilizaron modelos de lenguaje como ChatGPT y Gemini, que analizaron la información disponible para asignar un nivel de preparación tecnológica o TRL (Technology Readiness Level). Este indicador, que va del 1 al 9, permite estimar cuán cerca está una tecnología de su aplicación real. Según el artículo, “aunque un TRL alto puede indicar sofisticación en el diseño, eso no significa necesariamente que la tecnología esté lista para su uso industrial”.

¿Qué tan avanzados estamos realmente?

A pesar del entusiasmo por los prototipos actuales, los investigadores son claros: el rendimiento bruto de estas tecnologías todavía está en una etapa temprana. Muchas de las aplicaciones cuánticas más ambiciosas, como las simulaciones químicas a gran escala, requerirán millones de qubits físicos con una tasa de error extremadamente baja. Hoy, ese nivel de precisión aún está fuera del alcance de la tecnología disponible.

Uno de los coautores, William D. Oliver, del MIT, advierte sobre la importancia de entender el contexto cuando se habla de progreso. Aunque los chips semiconductores de los años 70 ya alcanzaban el TRL-9, “podían hacer muy poco comparado con los circuitos integrados actuales”. De forma similar, un alto TRL en tecnologías cuánticas no implica que el objetivo esté cumplido. En sus palabras, “refleja que se ha logrado una demostración significativa, aunque relativamente modesta, a nivel de sistema”.

El mensaje es claro: hay avances, pero el camino hacia un sistema cuántico verdaderamente útil será largo. La comunidad científica no lo ve como un fracaso, sino como parte de un proceso natural. Lo importante es que ya se están dando los pasos estructurales necesarios para que esta tecnología salga del laboratorio y entre en nuestras vidas.

Retos técnicos para escalar la computación cuántica

Uno de los mayores desafíos que enfrenta la computación cuántica hoy es la escalabilidad. Muchos de los sistemas actuales aún requieren un canal de control individual para cada qubit. Esto significa que, a medida que se agregan más qubits, también se multiplica la cantidad de cables, conexiones y sistemas de soporte necesarios, algo que no resulta sostenible a gran escala. Es lo que los ingenieros clásicos conocieron en los años 60 como la “tiranía de los números”.

Además, hay problemas importantes con la entrega de energía, la gestión de temperatura, la calibración automática y el control del sistema en general. Estas dificultades técnicas hacen que construir un sistema cuántico funcional de gran escala no sea solo una cuestión de física, sino también de ingeniería compleja. Se necesitan avances en ciencia de materiales, procesos de fabricación y diseño modular de arquitecturas cuánticas.

Según el estudio, los dispositivos cuánticos deberán poder fabricarse de forma repetible y económica, lo que implica crear procesos industriales similares a los de las fundiciones de chips clásicos. Y esto requiere, además de tecnología, un ecosistema coordinado que involucre a empresas, universidades y gobiernos.

Lecciones del pasado: cómo lo hicieron los transistores

El artículo propone una mirada histórica para entender los próximos pasos. La evolución de la electrónica clásica fue larga y no siempre lineal. Tecnologías como la litografía o los materiales para transistores tardaron décadas en pasar de los laboratorios a las fábricas. Los autores creen que la computación cuántica seguirá un camino similar: lento, pero constante, si se toman las decisiones adecuadas desde ahora.

En este contexto, una de las recomendaciones clave es adoptar estrategias de diseño sistémico, desde arriba hacia abajo, que piensen en el dispositivo final desde sus primeras etapas de desarrollo. También se subraya la necesidad de mantener un cuerpo de conocimiento abierto y compartido, que evite la fragmentación prematura del campo.

Los investigadores hacen énfasis en un aspecto que a menudo se olvida en la narrativa del avance científico: el tiempo. “La paciencia ha sido un elemento clave en muchos desarrollos históricos”, escriben, “y señala la importancia de moderar las expectativas sobre los tiempos en las tecnologías cuánticas”. No es una llamada al escepticismo, sino a la planificación realista. La revolución cuántica no ocurrirá de la noche a la mañana, pero está en marcha.