Caltech establece un récord mundial con una matriz de 6.100 cúbits: un salto histórico en computación cuántica
Un equipo de físicos ha creado la mayor matriz de cúbits jamás ensamblada, con 6.100 átomos neutros atrapados por láseres. Este avance marca un antes y un después en la carrera por construir ordenadores cuánticos potentes y con corrección de errores.
PorEnrique Coperías
Imagen de 6.100 átomos de cesio atrapados por haces láser altamente enfocados, conocidos como pinzas ópticas. El diámetro del círculo es de aproximadamente un milímetro. Cortesía: Caltech/Endres Lab
Un equipo de físicos del Instituto Tecnológico de California (Caltech), en Estados Unidos, ha cosechado un hito en la carrera por la computación cuántica: la creación de la mayor matriz de cúbits jamás ensamblada. Está formada por 6.100 átomos neutros mantenidos en una cuadrícula mediante láseres. Hasta ahora, los sistemas de este tipo apenas habían llegado a centenares de cúbits.
Un cúbit es la unidad básica de información en un ordenador cuántico. A diferencia del bit clásico, que solo puede ser 0 o 1, un cúbit puede estar en ambos estados a la vez gracias a la superposición cuántica, lo que le permite realizar muchos cálculos en paralelo.
Pues bien, los ordenadores cuánticos necesitan un número muy elevado de cúbits para abordar problemas complejos en física, química o ciencia de materiales. A diferencia de los bits clásicos, los cubits pueden estar en dos estados a la vez gracias a la superposición cuántica, lo que les otorga un enorme potencial de cálculo.
Sin embargo, esta misma propiedad los hace extremadamente frágiles, y para compensar errores los investigadores deben trabajar con cantidades redundantes que se cuentan por cientos de miles.
6.100 qubits en átomos neutros: un nuevo estándar
La nueva marca de Caltech llega en un momento de intensa competencia entre diferentes tecnologías de computación cuántica, desde los circuitos superconductores hasta los iones atrapados. El avance, publicado en la revista Nature, se basa en átomos neutros y ha sido liderado por el profesor Manuel Endres y tres doctorandos de la institución: Hannah Manetsch, Gyohei Nomura y Elie Bataille.
«Es un momento emocionante para la computación cuántica con átomos neutros. Podemos vislumbrar el camino hacia ordenadores grandes y con corrección de errores. Las piezas ya están sobre la mesa», explica Endres en un comunicado del Caltech.
Para construir la matriz de cúbits, el equipo utilizó pinzas ópticas —haces láser extremadamente enfocados— con las que atraparon miles de átomos de cesio en una cámara de vacío. En total, dividieron un rayo en 12.000 pinzas, capaces de mantener visibles los 6.100 átomos como diminutos puntos de luz.
Cámara que alberga los 6.100 átomos atrapados con láser en un ultraalto vacío. Cortesía: Caltech/Lance Hayashida
Calidad y cantidad: el equilibrio alcanzado
Uno de los logros más notables fue mantener la calidad del sistema a gran escala. Los cúbits conservaron su estado de superposición durante unos trece segundos, casi diez veces más que en experimentos anteriores, y se manipularon de manera individual con una precisión del 99,98 %.
«Se suele pensar que ampliar el número de átomos implica perder exactitud, pero nuestros resultados muestran que es posible tener ambas cosas», afirma Nomura.
Los investigadores también demostraron que podían desplazar los átomos cientos de micrómetros sin que perdieran su superposición, un aspecto crucial para la corrección de errores cuánticos en este tipo de arquitecturas. Manetsch compara la tarea con «correr sin que se derrame el agua de un vasoagua», pero añadiendo la dificultad de que el agua siga perfectamente equilibrada durante todo el trayecto.
Corrección de errores y futuro de la computación cuántica
El siguiente reto es aplicar la corrección de errores cuánticos con miles de cúbits físicos, algo indispensable porque, a diferencia de los ordenadores clásicos, los cúbits no pueden copiarse libremente debido al llamado teorema de no clonación. Para superar esa limitación, la información deberá codificarse mediante estrategias más sutiles.
La hoja de ruta incluye ahora entretejer los cúbits en un estado de entrelazamiento cuántico, donde las partículas se correlacionan y actúan como un solo sistema. Ese paso es esencial para pasar de simples memorias cuánticas a verdaderos procesadores cuánticos capaces de realizar cálculos complejos y simular fenómenos naturales, desde fases exóticas de la materia hasta los campos cuánticos que rigen el espacio-tiempo.
«Es emocionante estar construyendo máquinas que nos permitan aprender sobre el universo de un modo que solo la mecánica cuántica puede revelar», concluye Manetsch. ▪️
Información facilitada por el Caltech
Fuente: Manetsch, H. J., Nomura, G., Bataille, E. et al. A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits. Nature (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-025-09641-4
