La computación cuántica está a punto de revolucionar el mundo de la tecnología y resolver problemas que hasta ahora eran imposibles de abordar para los ordenadores clásicos. En este contexto, IBM se posiciona como una de las principales competidoras en la carrera hacia la supremacía cuántica, con un ambicioso plan para comercializar un ordenador cuántico con 100 000 cúbits. Este desarrollo podría no solo marcar un hito histórico en el campo de la computación, sino también cambiar por completo la manera en que se enfrentan desafíos complejos en diversas áreas, desde la ciencia hasta la industria.

¿Qué es la supremacía cuántica y por qué es tan importante?

La supremacía cuántica se refiere al momento en que un ordenador cuántico sea capaz de resolver un problema que ningún ordenador clásico, por más potente que sea, pueda abordar en un tiempo razonable. Para lograrlo, la computación cuántica aprovecha las propiedades del mundo cuántico, como la superposición y el entrelazamiento cuántico, lo que le permite realizar cálculos mucho más rápidos y eficientes que los sistemas clásicos.

En lugar de bits, que en la computación tradicional pueden ser 0 o 1, la computación cuántica utiliza cúbits, que pueden representar múltiples estados al mismo tiempo. Esta capacidad de operar con muchos estados simultáneamente permite resolver problemas exponenciales, como la simulación de moléculas complejas o la optimización de procesos industriales, mucho más rápido que cualquier superordenador actual.

El salto del bit al cúbit

Uno de los principales avances de la computación cuántica es la sustitución del bit clásico por el cúbit. Mientras que un bit solo puede ser 0 o 1, un cúbit puede estar en una superposición de ambos estados al mismo tiempo. Esto significa que, mientras un ordenador clásico necesitaría procesar cada combinación posible de estados de forma secuencial, un ordenador cuántico puede hacerlo en paralelo, lo que abre una puerta a una capacidad de cómputo sin precedentes.

Por ejemplo, simular un ordenador cuántico de 100 cúbits en un ordenador clásico requeriría un quintillón de bits. En cambio, un ordenador cuántico con 100 cúbits ya es capaz de realizar esta tarea. Aunque este avance es impresionante, la verdadera revolución vendrá con los ordenadores cuánticos de cientos de miles de cúbits, y IBM ya está trabajando en ello.

La era NISQ: una etapa clave en el desarrollo cuántico

Actualmente, estamos en lo que se conoce como la era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), una fase en la que los ordenadores cuánticos cuentan con una cantidad limitada de cúbits y están afectados por el ruido, lo que genera errores en los cálculos. Este término, acuñado por el físico John Preskill en 2018, describe el estado actual de la computación cuántica, donde aún no se ha alcanzado la supremacía cuántica debido a estas limitaciones.

IBM ha sido pionera en desarrollar ordenadores cuánticos durante esta era. Actualmente, la compañía ofrece más de diez ordenadores cuánticos que superan los 100 cúbits, entre los que destacan modelos como el IBM Fez con 156 cúbits, IBM Torino con 133 cúbits e IBM Kyiv con 127 cúbits. A pesar de estos avances, todavía queda trabajo por hacer para mitigar el ruido en estos sistemas y permitir que puedan realizar cálculos cuánticos con una ventaja real sobre los ordenadores clásicos.

IBM apuesta por la próxima ola cuántica

IBM no se conforma con el progreso actual y ha puesto su mirada en lo que llama “la siguiente ola” de la computación cuántica: un superordenador cuántico de 100 000 cúbits. Esta nueva generación de ordenadores cuánticos se basará en la supercomputación cuántico-céntrica, una arquitectura modular que permitirá escalar el número de cúbits y mejorar su rendimiento.

Para lograr esto, IBM planea combinar la computación cuántica con la clásica, lo que permitirá crear sistemas híbridos donde ambas tecnologías trabajen en conjunto. Además, están desarrollando un middleware (software intermedio) que permitirá integrar flujos de trabajo tanto cuánticos como clásicos, optimizando el rendimiento y reduciendo el número de puertas cuánticas necesarias para ejecutar los circuitos.

No están solos en la carrera cuántica

IBM no es la única empresa que apuesta fuerte por la computación cuántica. Compañías como Google, Microsoft y Amazon Web Services también están desarrollando tecnologías cuánticas avanzadas. Google Quantum AI está trabajando en la creación de cúbits lógicos con menos cúbits físicos, mientras que Microsoft y Quantinuum colaboran en nuevas formas de escalar la computación cuántica. A su vez, Amazon también ha lanzado su propio servicio cuántico en la nube.

Además de la computación cuántica digital, otras empresas están explorando enfoques diferentes, como la computación cuántica analógica, que utiliza hardware específico para resolver problemas concretos, como la optimización logística y financiera. Una de las compañías más avanzadas en este ámbito es DWAVE, que ha desarrollado sistemas capaces de resolver problemas matemáticos muy específicos.

El futuro está a la vuelta de la esquina

La computación cuántica ha dejado de ser una simple teoría para convertirse en una realidad tangible que avanza a pasos agigantados. Con empresas como IBM liderando el desarrollo de tecnologías cuánticas de próxima generación, estamos más cerca que nunca de ver cómo esta tecnología transforma industrias enteras. El ordenador cuántico de 100 000 cúbits promete ser el cambio de paradigma que la humanidad necesita para abordar problemas que hasta ahora eran inabordables.

El impacto de la supremacía cuántica no se limitará solo a la tecnología. Áreas como la salud, la energía, las finanzas y el medio ambiente podrían beneficiarse de los avances cuánticos, abriendo nuevas posibilidades para resolver algunos de los desafíos más complejos del mundo. IBM y otras compañías están en la carrera, y parece que es solo cuestión de tiempo antes de que el mundo sea testigo de una nueva revolución cuántica.