Google reduce hasta 40 veces los errores que dificultan el desarrollo de computadoras cuánticas

Google Quantum AI informó que logró reducir 40 veces los errores en la producción de estados mágicos, recursos de cálculo que permiten ejecutar operaciones complejas en una computadora cuántica. El resultado se obtuvo con Willow, el chip que la compañía presentó en 2024, y fue publicado en la revista Science.

La mejora importa porque la generación de estos estados puede consumir una parte considerable de la capacidad de procesamiento. Las estimaciones citadas por la industria señalaban que hasta el 95 % de los recursos de un procesador cuántico podrían destinarse a producirlos. Eso dejaría una fracción reducida para ejecutar cálculos útiles. La nueva técnica busca disminuir ese costo y reservar más capacidad para las tareas principales.

Cómo funciona el cultivo de estados mágicos

El método, llamado cultivo de estados mágicos, parte de una señal cuántica imperfecta. El procesador realiza una secuencia de mediciones que permite detectar y descartar errores, hasta obtener un estado de mayor calidad. En lugar de depender únicamente de producir desde el inicio un recurso casi perfecto, la técnica lo refina durante el proceso.

Los qubits, las unidades básicas de información de una computadora cuántica, son sensibles al ruido y a las alteraciones del entorno. Cambios de temperatura o interferencias pueden afectar su estado y provocar errores en los cálculos. Por eso, controlar el ruido y corregir fallos es esencial para que estas máquinas mantengan información cuántica durante operaciones complejas.

El equipo de Google señaló que la técnica se había planteado en 2024, pero llevarla del modelo teórico a una prueba en el procesador requirió resolver problemas de calibración. En los primeros ensayos, algunas mediciones parecían incompatibles con la teoría. Tras realizar simulaciones, los investigadores atribuyeron esas lecturas a variaciones eléctricas del equipo y a pequeños cambios de temperatura en el laboratorio.

La solución incluyó ajustar los controles del hardware y usar el propio proceso de cultivo para ayudar a calibrar el sistema. Según Google, el protocolo produjo estados T con una fidelidad lógica del 99,99 % y redujo los errores 40 veces frente a los estados no cultivados. La compañía también informó que pudo trasladar esos estados dentro del chip sin perder su calidad.

Willow y los avances previos de Google

El resultado se suma a otras pruebas realizadas con Willow. Un año antes, Google había presentado un experimento con el algoritmo Quantum Echoes, que, según la empresa, permitió medir estructuras moleculares 13.000 veces más rápido que los superordenadores clásicos más potentes en una tarea específica. En colaboración con la Universidad de California en Berkeley, el equipo utilizó el procesador para estudiar distancias dentro de compuestos químicos.

Ese experimento apuntaba a posibles aplicaciones en áreas como la biotecnología y el desarrollo de materiales. La nueva investigación se centra en otro requisito: mantener la precisión y controlar los errores a medida que se realizan más operaciones. Ambas capacidades son necesarias para que una computadora cuántica resuelva problemas que resultan inviables para los sistemas tradicionales.

La escala sigue siendo el gran desafío

La reducción de errores no significa que ya exista una computadora cuántica de uso general. La demostración se hizo en un chip de laboratorio, mientras que los sistemas útiles a gran escala requerirían conectar y controlar muchos más componentes. También deben operar a temperaturas extremadamente bajas y mantener la estabilidad de los qubits.

Sergio Boixo, científico español que lidera parte del proyecto cuántico de Google, había advertido que escalar los diseños actuales sería costoso y que mejorar la ingeniería será clave. El desafío, por tanto, ya no se limita a desarrollar nuevas técnicas matemáticas: también implica fabricar procesadores más grandes y controlarlos sin que el sistema pierda estabilidad.

Google sostiene que el cultivo de estados mágicos acerca la posibilidad de construir computadoras cuánticas con corrección de errores. La reducción reportada representa un avance experimental, pero la producción a gran escala y la ejecución confiable de aplicaciones prácticas siguen pendientes.