Resolver problemas que hoy parecen imposibles, como optimizar rutas de transporte en tiempo real, diseñar nuevos medicamentos o mejorar la eficiencia energética de las ciudades, es solo una muestra del potencial de la computación cuántica, una disciplina que tiene el potencial de cambiar la vida tal cual la conocemos hoy.
Imagina un laberinto inmenso, tan complejo que encontrar la salida te llevaría siglos si explorases cada camino, uno a la vez. Ahora visualiza poder recorrer todos los caminos simultáneamente y descubrir la salida en cuestión de segundos. Esa es la esencia de la computación cuántica: resolver problemas inabordables para las computadoras convencionales en tiempos inimaginablemente cortos, realizando cálculos que tomarían siglos en sistemas tradicionales y logrando soluciones en segundos. Por todo esto, la computación cuántica va más allá de un mejoramiento, sino que representa en un cambio radical que transformará prácticamente todas las áreas de nuestras vidas.
A diferencia de las computadoras clásicas, que trabajan con bits (los cuales representan 1 o 0), las computadoras cuánticas usan qubits. Un qubit no solo puede ser 1 o 0 como un bit tradicional, sino que puede estar en ambos estados al mismo tiempo, gracias a un fenómeno conocido como superposición, el cual se puede explicar como si una moneda estuviera girando en el aire y representara tanto cara como cruz simultáneamente, hasta que se detiene.
Además, los qubits también pueden estar conectados entre sí mediante algo llamado entrelazamiento cuántico. Este fenómeno significa que, cuando dos qubits están entrelazados, el estado de uno afecta instantáneamente al otro, incluso si están separados por grandes distancias. Esta combinación de superposición y entrelazamiento permite que las computadoras cuánticas procesen cantidades masivas de información de forma paralela. Es como tener una computadora que no solo piensa rápido, sino que evalúa todas las posibilidades al mismo tiempo.
Los que encabezan la carrera de la computación cuántica
Aunque la computación cuántica aún está en sus inicios, ya hay avances impresionantes, con empresas como Google e IBM liderando esta carrera. En 2019, Google anunció haber alcanzado la «supremacía cuántica» –según declaraciones de la misma empresa– resolviendo en 200 segundos –tres minutos y 20 segundos– un problema que a una supercomputadora le habría tomado 10 mil años.
No obstante, este anuncio generó controversias. IBM, que también está desarrollando su propia tecnología cuántica, cuestionó el alcance del logro al asegurar que una supercomputadora clásica podría haber realizado el mismo cálculo en 2.5 días, no en los 10 mil años que Google estimó. Además, argumentaron que la definición de «supremacía cuántica» puede ser confusa, ya que las computadoras cuánticas no reemplazarán a las clásicas, sino que trabajarán en conjunto con ellas, cada una aprovechando sus fortalezas. A pesar de estas discusiones, el experimento de Google marcó un hito significativo en el desarrollo de esta tecnología.
Sin embargo, en los cinco años transcurridos desde ese logro, el desarrollo de la computación cuántica no se ha detenido. En diciembre de 2024, Google presentó un nuevo hito: su chip cuántico llamado «Willow». Este revolucionario procesador es capaz de resolver en cinco minutos un problema que a las supercomputadoras clásicas más rápidas les tomaría diez cuatrillones de años completar.
Y aunque este logro es principalmente experimental, marca un hito significativo en la corrección de errores, uno de los mayores desafíos en la computación cuántica. Willow incorpora innovaciones clave que reducen la tasa de error a medida que aumenta el número de qubits, un avance que los investigadores han perseguido durante casi 30 años.
Hartmut Neven, líder del laboratorio de inteligencia artificial cuántica de Google, asegura que el potencial inmediato de Willow radica en la simulación de sistemas cuánticos complejos, esenciales para el diseño de reactores de fusión nuclear, el desarrollo de medicamentos y la creación de baterías más eficientes, y aunque las aplicaciones comerciales a gran escala aún están a años de distancia, este desarrollo allana el camino hacia una computadora cuántica práctica y útil.
IBM, por su parte, lidera otra de las iniciativas más ambiciosas en el campo de la computación cuántica. En octubre de 2024, inauguró su primer centro de datos cuánticos en Europa, ubicado en Ehningen, Alemania. Este complejo, el segundo a nivel mundial después del de Estados Unidos, busca democratizar el acceso a esta tecnología, permitiendo que investigadores, empresas e instituciones de todo el mundo utilicen su infraestructura de manera remota. El centro alberga procesadores avanzados como los Eagle (127 cúbits) y próximamente el Heron (133 cúbits), que ofrecen mayor potencia y conexiones más eficientes para realizar cálculos complejos y optimizar procesos científicos e industriales.
En paralelo, startups como Rigetti Computing y IonQ están innovando con diferentes tecnologías para hacer que estas máquinas sean más estables y prácticas.
Estos avances son solo el comienzo
Aunque la computación cuántica ha experimentado avances notables, como el desarrollo de chips más eficientes como Willow de Google, sigue enfrentando grandes desafíos, propios de cualquier tecnología emergente. Recientemente, el CEO de Nvidia (una de las empresas más reconocidas en el ramo), Jensen Huang, advirtió que las computadoras cuánticas útiles para aplicaciones reales podrían tardar entre 15 y 30 años en ser una realidad, lo que provocó una caída significativa en las acciones de empresas como Rigetti Computing y D-Wave.
Algunos analistas consideran que esta reacción fue exagerada ya que el entusiasmo por la computación cuántica había elevado previamente las valoraciones de las acciones a niveles muy altos. Sea como sea, estos avances representan solo el comienzo de lo que la computación cuántica podría lograr. Más allá de los laboratorios de investigación y los hitos técnicos, la verdadera revolución radica en las aplicaciones prácticas que esta tecnología promete. Desde transformar la medicina hasta optimizar procesos financieros, las posibilidades son inmensas y empiezan a vislumbrarse en áreas clave de nuestra vida cotidiana.
El 2025 podría ser el año en que la computación cuántica alcance un punto de inflexión, marcando su entrada en una nueva era de posibilidades prácticas. Diversos factores están convergiendo para que esto suceda. En primer lugar, los avances en técnicas de corrección de errores, que están logrando una precisión sin precedentes al identificar errores, un paso esencial para realizar cálculos complejos a gran escala.
Además, empresas como IBM y Google continúan aumentando la capacidad de sus procesadores cuánticos, acercándose a lo que esta última una vez llamó “supremacía cuántica”, sostiene una de las especialistas más interesadas en el tema, Amy Webb. Por otro lado, el creciente apoyo financiero de los sectores público y privado, incluyendo los 968 millones de dólares asignados por el Congreso de los Estados Unidos al National Quantum Initiative, está acelerando la investigación y desarrollo.
Este año, más que nunca, es crucial hablar de computación cuántica para anticipar sus implicaciones y preparar a las organizaciones para un futuro lleno de disrupciones y descubrimientos científicos revolucionarios.
¿Cómo podría cambiar la computación cuántica nuestras vidas cotidianas?
En un futuro cercano, la computación cuántica habrá transformado áreas tan esenciales en la vida humana como lo es el desarrollo de medicamentos al permitir simulaciones más precisas de cómo las moléculas, como los fármacos, interactúan con las proteínas, estructuras complejas que son esenciales para los tratamientos, generando datos más rápidos y precisos, lo que alimenta modelos de aprendizaje automático y reduce los costos de investigación.
Empresas como Pasqal y Qubit Pharmaceuticals están utilizando un enfoque híbrido cuántico-clásico para colocar con precisión las moléculas de agua en las proteínas –que es uno de los mayores retos en los ensayos clínicos– lo que mejora el entendimiento de estas interacciones, acelera el descubrimiento de nuevos fármacos, al mismo tiempo que permite diseñar medicamentos más dirigidos y efectivos, ajustados a los perfiles biológicos de los pacientes. Además, al acelerar la investigación en enfermedades complejas, la computación cuántica promete una medicina más accesible y equitativa, mejorando la capacidad de los sistemas de salud para enfrentar futuros retos globales, como las pandemias.
¿Qué tal asistentes virtuales aún más inteligentes, predicciones en cualquier materia –como el clima– más exactas y sistemas de traducción en tiempo real que entendieran no solo las palabras, sino también el contexto y las sutilezas culturales? Todo esto podrá ser posible con la Quantum AI –como se le ha llamado a la fusión de estas dos tecnologías, inteligencia artificial y computación cuántica–, ya que los modelos podrán explorar simultáneamente múltiples soluciones a un problema, optimizando procesos que antes tomaban días o semanas.
La industria de las finanzas también se beneficiaría enormemente, ya que las inversiones podrían ser optimizadas en tiempo real, y los fraudes detectados casi al instante, lo que aumentaría la seguridad y eficiencia del sistema financiero global. Grandes bancos como JPMorgan Chase, Wells Fargo y HSBC ya están explorando su potencial para acelerar procesos, resolver cuellos de botella y proteger activos digitales de ataques cibernéticos, todo sin aumentar el consumo de energía.
Empresas privadas ya usan computación cuántica para mejorar sus procesos
La computación cuántica es capaz de transformar cualquier área de la vida, y a las empresas les permite desde mejorar sus servicios a sus usuarios hasta transformar sus líneas de producción. Por ejemplo, Volkswagen, que está utilizando computación cuántica para múltiples propósitos, desde optimizar el tráfico hasta transformar sus líneas de ensamblaje.
En 2016, la compañía se propuso un desafío intrigante: ¿cómo evitar el congestionamiento del tráfico antes de que se convierta en un problema? y, bajo la dirección del científico de datos Florian Neukart, un equipo de ingenieros de software de Volkswagen se unió para explorar el uso de la computadora cuántica D-Wave 2000Q. Utilizando datos de movimiento recolectados de 418 taxis en Beijing, uno de los lugares más congestionados del mundo, el equipo logró crear una solución que optimiza el flujo de tráfico entre el centro de la ciudad y el aeropuerto de Beijing.
Ese primer éxito fue solo el comienzo. Los investigadores de la empresa están desarrollando algoritmos híbridos que combinan la computación clásica y cuántica para resolver problemas complejos en áreas como la optimización de líneas de ensamblaje en fábricas, la logística de distribución y el empaquetado. La producción de vehículos, que genera grandes volúmenes de datos en condiciones cambiantes, podría ser optimizada para minimizar retrasos, tiempos de espera y responder en tiempo real a demandas imprevistas.
Retos de esta tecnología
A pesar de las prometedoras aplicaciones de la computación cuántica, no todo es sencillo. Las computadoras cuánticas son increíblemente delicadas y requieren condiciones extremadamente específicas para funcionar.
Por ejemplo, los qubits, que son las unidades de información en la computación cuántica, necesitan estar en un estado muy preciso, lo que significa que deben mantenerse a temperaturas cercanas al cero absoluto (alrededor de -273 grados Celsius), con el objetivo de prevenir que los átomos se muevan. Esto plantea grandes desafíos en términos de infraestructura, mantenimiento y costos. Además, la tecnología aún se encuentra en una fase experimental, lo que hace que sea difícil predecir con certeza cuándo podremos ver una computadora cuántica en nuestras casas o en aplicaciones cotidianas.
Mientras que algunos expertos confían en que la tecnología avanzará rápidamente, otros son más cautelosos –como Jensen Huang, el CEO de Nvidia– sugiriendo que todavía estamos en las primeras etapas de un largo proceso de desarrollo. Esta incertidumbre sobre el «cuando» hace conscientes de que la tecnología está en una fase de exploración, donde los avances podrían ser más lentos de lo esperado.
Lo más emocionante es que, aunque estamos lejos de ver la computación cuántica en todos los aspectos de nuestras vidas, ya están ocurriendo avances significativos en laboratorios y centros de investigación de todo el mundo. De esta manera, la pregunta no es si esta tecnología cambiará el mundo, sino cuándo comenzaremos a ver su verdadero impacto.
