Para ponerlo en perspectiva: una persona tiene más probabilidades de ser alcanzada por un rayo, antes que una de las puertas de lógica cuántica de Oxford cometa un error
Físicos de la Universidad de Oxford establecieron un nuevo récord de precisión en el control de un solo bit cuántico, con una tasa de un error por cada 6.7 millones de operaciones de lógica cuántica.
Este logro representa una mejora de casi un orden de magnitud respecto al récord anterior, establecido por el mismo grupo de investigación hace una década.
Para ponerlo en perspectiva: una persona tiene más probabilidades de ser alcanzada por un rayo en un año determinado (1 entre 1.2 millones) que de que una de las puertas de lógica cuántica de Oxford cometa un error.
Avance hacia computadoras cuánticas funcionales
Los hallazgos, que se publicarán en Physical Review Letters, representan un avance importante hacia el desarrollo de computadoras cuánticas robustas y funcionales, según los autores.
“Hasta donde sabemos, esta es la operación de cúbit más precisa jamás registrada en el mundo”, declaró en un comunicado el profesor David Lucas, coautor del artículo e integrante del Departamento de Física de la Universidad de Oxford.
“Es un paso importante hacia la construcción de computadoras cuánticas prácticas que puedan abordar problemas del mundo real”.
Menos errores, menos cúbits
Para realizar cálculos útiles en una computadora cuántica, se requieren millones de operaciones en muchos cúbits. Si la tasa de error es demasiado alta, el resultado del cálculo carece de sentido. Aunque es posible corregir errores, esto exige una mayor cantidad de cúbits.
Al reducir la tasa de error, el nuevo método disminuye la cantidad de cúbits necesarios, lo que a su vez reduce el costo y tamaño del sistema cuántico.
La coautora principal, Molly Smith, estudiante de posgrado, explicó: “Al reducir drásticamente la probabilidad de error, este trabajo disminuye significativamente la infraestructura necesaria para la corrección de errores, lo que abre el camino para que las futuras computadoras cuánticas sean más pequeñas, rápidas y eficientes”.
El control preciso de los cúbits también será útil para otras tecnologías cuánticas, como relojes y sensores cuánticos.
Microondas, no láseres
Este nivel de precisión sin precedentes se logró utilizando un ión de calcio atrapado como cúbit. Estos iones son una opción natural para almacenar información cuántica debido a su larga vida útil y su estabilidad.
A diferencia del enfoque convencional basado en láseres, el equipo de Oxford utilizó señales electrónicas (microondas) para controlar el estado cuántico de los iones.
Este método ofrece mayor estabilidad que el control láser y otras ventajas para construir una computadora cuántica funcional. Por ejemplo, el control electrónico es más económico, robusto y fácil de integrar en chips de captura de iones.
Además, el experimento se llevó a cabo a temperatura ambiente y sin blindaje magnético, lo que simplificó los requisitos técnicos.
Un desafío mayor
La mejor tasa de error de un solo cúbit, también alcanzada por el equipo de Oxford en 2014, fue de 1 en 1 millón. La experiencia del grupo llevó a la creación de la empresa derivada Oxford Ionics en 2019, hoy una de las líderes en plataformas de cúbits de iones atrapados de alto rendimiento.
Aunque este nuevo récord marca un hito relevante, el equipo advierte que es solo una parte del reto. La computación cuántica requiere puertas de uno y dos cúbits operando conjuntamente.
Actualmente, las puertas de dos cúbits siguen teniendo tasas de error más altas (alrededor de 1 en 2,000 en las mejores demostraciones), por lo que reducir ese margen será clave para construir máquinas cuánticas tolerantes a fallos.
El avance reportado por el equipo de Oxford representa un hito clave en el campo de la computación cuántica, específicamente en la implementación de cúbits de iones atrapados, una de las arquitecturas más prometedoras por su estabilidad y fidelidad.
Según datos recientes (junio de 2025), este nuevo récord de fidelidad —un error por cada 6.7 millones de operaciones— supera significativamente la tasa de error típica en otras plataformas cuánticas como los cúbits superconductores, que actualmente rondan tasas de error de aproximadamente 1 en 10,000 para operaciones de un solo cúbit, según reportes de IBM y Google.
Este logro se enmarca dentro de una competencia global por construir computadoras cuánticas tolerantes a fallos, un objetivo que requiere tasas de error inferiores al umbral del 0.1% (o 1 en 1,000), especialmente para puertas de dos cúbits. Aunque Oxford ha superado ampliamente ese umbral para puertas de un solo cúbit, las puertas de dos cúbits aún presentan un gran desafío.
El nivel de fidelidad requerido para cómputo cuántico tolerante a fallos completo dependerá también del código de corrección de errores empleado; por ejemplo, el código de superficie, uno de los más estudiados, requiere errores por debajo de 1% para operar eficazmente.
Cabe destacar que, como parte de la evolución de este proyecto, Oxford Ionics ha anunciado en 2025 nuevas colaboraciones con fabricantes de semiconductores europeos para desarrollar chips integrados de control cuántico, lo cual podría acelerar la miniaturización y escalabilidad de estas tecnologías.
Además, el uso de microondas para manipular los cúbits representa una tendencia creciente por su viabilidad industrial, ya que elimina la necesidad de costosos sistemas ópticos de precisión.
Finalmente, aunque la computación cuántica aún enfrenta importantes retos técnicos, incluyendo la corrección de errores en sistemas multiqubit, este tipo de avances reafirman su potencial a mediano plazo para aplicaciones en criptografía post-cuántica, simulaciones moleculares y optimización compleja, áreas donde los métodos clásicos muestran limitaciones insalvables.
