La computación cuántica explicada para principiantes: qué es y qué no es

¿Qué es la computación cuántica?

La computación cuántica es un campo de la informática y la ingeniería que usa las reglas de la mecánica cuántica para procesar información, con el objetivo de resolver problemas que las computadoras clásicas no pueden resolver, o no pueden resolver con suficiente rapidez ^[1]. En lugar de bits comunes, utiliza cúbits (bits cuánticos), la unidad básica de la información cuántica ^[1].

Según el resumen de IBM, cuatro ideas explican en qué se diferencia de la computación común ^[1]:

• Superposición: un cúbit puede contener una combinación de los estados 0 y 1 en lugar de solo uno de ellos, y los grupos de cúbits pueden representar combinaciones de muchas configuraciones a la vez ^[1].
• Entrelazamiento: los cúbits pueden vincularse de modo que sus estados estén correlacionados; medir uno aporta información sobre los demás ^[1].
• Interferencia: los resultados posibles se comportan como ondas que pueden reforzarse o anularse entre sí. Un algoritmo cuántico se diseña para que las respuestas incorrectas se anulen y la correcta se amplifique ^[1].
• Decoherencia: las perturbaciones causadas por la medición o el entorno hacen colapsar el estado cuántico en uno común, por lo que las computadoras cuánticas deben reducirlas al mínimo ^[1].

A 3 de noviembre de 2026, el campo sigue en desarrollo. IBM afirma que demostró por primera vez la «utilidad cuántica», es decir, resultados fiables en problemas que superan la simulación clásica por fuerza bruta, en 2023 ^[1]. Define la ventaja cuántica como una solución mejor, más rápida o más barata que todos los métodos clásicos conocidos, y afirma que espera las primeras ventajas de ese tipo para finales de 2026 ^[1].

¿Cómo funciona realmente una computadora cuántica?

Un malentendido habitual es pensar que una computadora cuántica simplemente prueba todas las respuestas a la vez y lee la mejor. La medición hace colapsar una superposición en un único resultado ^[1], así que eso por sí solo daría una respuesta aleatoria. El trabajo útil proviene de la interferencia: los algoritmos organizan el cálculo de modo que las probabilidades de los resultados correctos se refuercen y las de los incorrectos se anulen antes de medir los cúbits ^[1]. IBM llama a la interferencia el motor de la computación cuántica ^[1].

El problema de ingeniería más difícil es el ruido. Los cúbits son frágiles, y la decoherencia destruye el estado cuántico ^[1]. La solución que buscan los investigadores es la corrección cuántica de errores: codificar la información en conjuntos de cúbits físicos para que los errores se corrijan más rápido de lo que arruinan el cálculo ^[2]. Un grupo de cúbits bien corregido se comporta como un único cúbit lógico más fiable ^[2].

¿Qué demostró el chip Willow de Google?

El 9 de diciembre de 2024, Google anunció Willow, un chip de 105 cúbits. A medida que Google amplió su cuadrícula codificada de cúbits de 3x3 a 5x5 y a 7x7, redujo la tasa de error a la mitad en cada paso, una reducción exponencial que en el campo se denomina «por debajo del umbral» ^[2]. Es importante porque el resultado mostró que usar más cúbits reducía los errores en lugar de aumentarlos, y que los conjuntos de cúbits duraban más que los cúbits físicos individuales; Google lo calificó como el prototipo más convincente de cúbit lógico escalable construido hasta la fecha ^[2].

Las máquinas grandes necesitarían muchos cúbits físicos por cada cúbit lógico. La hoja de ruta de IBM, por ejemplo, describe un futuro sistema llamado Starling que funcionaría con 200 cúbits lógicos ^[4], mientras que Willow tiene 105 cúbits en total ^[2].

¿Qué pueden hacer las computadoras cuánticas y qué no?

Las computadoras cuánticas no son sustitutos de uso general de las laptops, los teléfonos o los servidores de los centros de datos. IBM afirma que, para la mayoría de los tipos de tareas, se espera que las computadoras clásicas sigan siendo la mejor solución, y que la computación cuántica no es ideal para todos los problemas, ni siquiera para la mayoría ^[1]. En cambio, IBM describe un futuro en el que las supercomputadoras clásicas usen circuitos cuánticos como ayuda para resolver problemas ^[1].

Los problemas que parecen prometedores comparten una estructura que la mecánica cuántica maneja de forma natural. IBM destaca la simulación de sistemas físicos como moléculas y materiales, por lo que la química y la ciencia de materiales despiertan interés ^[1]. El algoritmo más conocido es más antiguo: en 1994, Peter Shor mostró cómo una computadora cuántica podría factorizar números enteros grandes, lo que, según IBM, podría llegar a romper los sistemas criptográficos más avanzados de la época ^[1].

¿Cómo deben leerse los titulares sobre aceleraciones?

Google afirmó que Willow completó en menos de cinco minutos una tarea de muestreo de circuitos aleatorios que, según sus estimaciones, le llevaría a la supercomputadora Frontier 10 cuatrillones de años, pero Google también afirma que esta prueba de referencia no tiene ningún uso comercial práctico conocido ^[2]. En octubre de 2025, Google informó de que su algoritmo Quantum Echoes se ejecutó en Willow 13,000 veces más rápido que el mejor algoritmo clásico en una de las supercomputadoras más rápidas del mundo, y lo calificó como «la primera ventaja cuántica verificable de la historia», verificable porque el resultado puede repetirse y contrastarse en otra computadora cuántica de calidad similar ^[3]. Su aplicación molecular, realizada con UC Berkeley en moléculas de 15 y 28 átomos, fue un experimento de prueba de principio ^[3]. Cada afirmación compara una tarea con un enfoque clásico concreto; ninguna supone una aceleración general.

¿Romperán las computadoras cuánticas el cifrado actual?

Hoy no, pero el riesgo se toma en serio. Una máquina lo bastante grande y fiable como para atacar la criptografía de clave pública actual se denomina computadora cuántica criptográficamente relevante (CRQC) ^[6]. El Centro Nacional de Ciberseguridad (NCSC) del Reino Unido afirma que la mayoría de los algoritmos tradicionales de clave pública, incluidos RSA y los esquemas basados en el logaritmo discreto como ECDH, ECDSA y EdDSA, serán vulnerables a una máquina así ^[6]. La criptografía simétrica es distinta: el NCSC afirma que no se ve afectada de forma significativa y que algoritmos como AES con claves de al menos 128 bits pueden seguir usándose ^[6].

¿Qué tamaño tendría una máquina así?

En una prepublicación de mayo de 2025 (no un artículo revisado por pares), el investigador Craig Gidney estimó que una clave RSA de 2048 bits podría factorizarse en menos de una semana con una computadora cuántica de menos de un millón de cúbits ruidosos, frente a su estimación de 2019 (con Ekerå) de 20 millones de cúbits ruidosos funcionando durante ocho horas ^[8]. La estimación supone una tasa de error de puerta del 0.1%, un ciclo de corrección de errores de 1 microsegundo y un tiempo de reacción del control de 10 microsegundos ^[8]. Como referencia, Willow tiene 105 cúbits ^[2]. La estimación rebaja el umbral, pero no significa que una máquina así exista.

¿Por qué actuar antes de que exista la máquina?

El NCSC advierte que un atacante podría recopilar y almacenar hoy datos cifrados y descifrarlos en el futuro ^[6]. Por eso el NIST publicó sus tres primeros estándares poscuánticos definitivos el 13 de agosto de 2024 y animó a los administradores a iniciar la transición lo antes posible; el NIST señala que algunos expertos predicen que un dispositivo cuántico capaz de romper códigos podría aparecer en menos de una década ^[5]. El calendario del NCSC pide a las organizaciones que terminen la fase de inventario y planificación antes de 2028, completen sus migraciones de mayor prioridad antes de 2031 y completen la migración de todos los sistemas antes de 2035 ^[7].

¿En qué punto está la computación cuántica en 2026?

La tabla siguiente presenta los hitos confirmados por separado de las hojas de ruta de las empresas. Las hojas de ruta son planes y pueden retrasarse.

IBM anunció el 10 de junio de 2025 que planea construir Starling, una computadora cuántica tolerante a fallos a gran escala, para 2029 en un nuevo centro de datos en Poughkeepsie, Nueva York, diseñada para ejecutar 100 millones de operaciones cuánticas sobre 200 cúbits lógicos; su sucesora, Blue Jay, se describe como capaz de 1 mil millones de operaciones sobre 2,000 cúbits lógicos ^[4]. Google afirma que su siguiente objetivo tras Quantum Echoes es un cúbit lógico de larga duración, el tercer hito de su hoja de ruta ^[3].

El propio texto explicativo de IBM, actualizado en abril de 2026, sigue presentando la ventaja cuántica sobre todos los métodos clásicos conocidos como un objetivo: afirma que IBM espera lograr las primeras ventajas cuánticas para finales de 2026, siempre que las comunidades de computación cuántica y de computación de alto rendimiento trabajen juntas ^[1].

¿Qué afirmaciones sobre computación cuántica conviene tomar con cautela?

El campo avanza rápido, y los comunicados de prensa pueden adelantarse a las pruebas revisadas por pares. Un ejemplo claro es el comunicado de prensa de Microsoft de 2025 sobre Majorana 1, un chip que, según la empresa, contenía ocho cúbits topológicos ^[9]. El artículo de Nature que lo acompañaba no llegó a afirmar la existencia de un cúbit topológico, y en el expediente de revisión por pares el equipo editorial de Nature escribió que los resultados no constituyen una prueba de la presencia de modos cero de Majorana en los dispositivos ^[9]. Un físico citado por la revista Physics de la Sociedad Estadounidense de Física afirmó que el artículo no contenía ninguna prueba de cúbits topológicos, mientras que el comunicado de prensa decía otra cosa ^[9].

Algunas preguntas ayudan a leer cualquier anuncio:

• ¿La tarea es útil? Las pruebas de referencia como el muestreo de circuitos aleatorios demuestran el hardware, pero no tienen ningún uso comercial práctico conocido ^[2].
• ¿Con qué se compara? Una aceleración frente al mejor algoritmo clásico en una supercomputadora concreta ^[3] es más limitada que superar a todos los métodos clásicos conocidos, que es la definición de ventaja de IBM ^[1].
• ¿Cúbits físicos o lógicos? Un recuento de cúbits dice poco si los errores no se corrigen; el escalado depende de que las tasas de error bajen a medida que crecen los sistemas ^[2].
• ¿Revisado por pares o comunicado de prensa? Compruebe si el artículo respalda el titular ^[9].

¿Cuáles son los beneficios y los límites de la computación cuántica?

Beneficios potenciales

• Modelado de moléculas, materiales y reacciones químicas, con posibles usos en el descubrimiento de fármacos y la investigación en semiconductores ^[1].
• Nuevas herramientas de medición; en el experimento Quantum Echoes de Google, los resultados coincidieron con la resonancia magnética nuclear (RMN) tradicional y revelaron información que la RMN no suele proporcionar ^[3].
• Resolución de ciertos problemas mucho más rápido que las máquinas clásicas cuando existan sistemas grandes y con corrección de errores ^[1][4].

Límites y riesgos

• Las afirmaciones difieren sobre si la ventaja ya ha llegado: Google describió Quantum Echoes como una ventaja cuántica verificable ^[3], mientras que el texto explicativo de IBM, actualizado en abril de 2026, sigue describiendo una ventaja sobre todos los métodos clásicos conocidos como algo esperado para finales de 2026 ^[1].
• Los cúbits son frágiles, y la decoherencia y los errores siguen siendo los principales obstáculos ^[1][2].
• Una futura máquina de gran tamaño amenazaría el cifrado de clave pública de uso generalizado ^[6], por lo que ya ha empezado la migración a nuevos estándares ^[5][7].
• Riesgo de exageración: los anuncios pueden ir más allá de lo que muestran las pruebas ^[9].

¿Qué viene después?

Hay tres fechas que conviene seguir. Primero, si las primeras ventajas cuánticas confirmadas de forma independiente aparecen antes de finales de 2026, como espera IBM ^[1]. Segundo, el objetivo de IBM de un sistema Starling tolerante a fallos para 2029 ^[4], junto con el impulso de Google hacia un cúbit lógico de larga duración ^[3]. Tercero, los plazos de la migración de seguridad: los hitos del NCSC de 2028, 2031 y 2035 ^[7] y la adopción continuada de los estándares del NIST ^[5].

Para un principiante, la visión equilibrada es esta: la computación cuántica es física real e ingeniería real, con avances constantes y medibles ^[2], pero aún no han llegado máquinas útiles a gran escala, y las computadoras comunes seguirán haciendo casi todo aquello para lo que la gente usa las computadoras ^[1].