Google marca el inicio de la supremacía cuántica: un algoritmo supera en 13.000 veces a un superordenador
SOCIEDAD
El chip Willow puede resolver en dos horas de forma verificable problemas que a un superordenador le llevaría 3,2 años
23 oct 2025 . Actualizado a las 08:47 h.Una nueva investigación ha marcado un hito histórico al demostrar, por primera vez, que una computadora cuántica puede ejecutar con éxito un algoritmo verificable en hardware, superando a los superordenadores clásicos más rápidos por un factor de 13.000 veces. Este avance, publicado en la revista Nature, permite el cálculo de la estructura molecular con una precisión sin precedentes y representa un paso fundamental hacia las aplicaciones prácticas de la computación cuántica en el mundo real. El logro fue posible gracias al chip cuántico Willow, que previamente ya había resuelto el problema de la supresión de errores.
El avance central de la investigación es la demostración de la primera ventaja cuántica verificable al ejecutar un algoritmo denominado Quantum Echoes (Ecos Cuánticos). Este algoritmo es notable por su velocidad, ya que se ejecuta 13.000 veces más rápido que el mejor algoritmo clásico. ¿Qué supone esto? Que en la práctica el nuevo sistema tardaría poco más de dos horas en resolver problemas que el segundo superordenador más potente del mundo, el Frontier, le llevarían 3,2 años. Y es solo un pequeño paso de lo que se avecina.
El algoritmo «es fácilmente aplicable a sistemas físicos reales», caso de las resonancias magnéticas, donde ya se ha demostrado su utilidad. «Somos optimistas y creemos que en un plazo de cinco años veremos aplicaciones reales que solo son posibles en ordenadores cuánticos», señala Hartmut Neven, fundador y director de Google Quantum IA.
Su característica clave es la verificabilidad cuántica, que asegura que el resultado puede ser repetido y confirmado por cualquier otra computadora cuántica de calibre similar, lo cual es esencial para la utilidad práctica de esta tecnología. La técnica se asemeja a un eco avanzado: se envía una señal al sistema cuántico y se invierte su evolución para «escuchar» el eco amplificado por la interferencia constructiva que regresa, garantizando una medición sensible y precisa.
El equipo de Google Quantum AI ha conseguido medir correlaciones de tiempo inverso —conocidas como out-of-time-order correlators (OTOCs)— en un procesador cuántico superconductivo de 65 cúbits. Estas magnitudes permiten observar cómo se propaga y se revierte la información en sistemas cuánticos, una técnica que los investigadores describen como una forma de «dar marcha atrás al tiempo» para explorar la dinámica cuántica.
El trabajo, dirigido por Hartmut Neven, fundador y líder de Google Quantum AI, introduce el algoritmo Quantum Echoes (ecos cuánticos), que utiliza protocolos de inversión temporal para detectar los efectos genuinamente cuánticos de los sistemas a gran escala. Según los autores, las medidas de OTOC revelan propiedades microscópicas inaccesibles a la computación clásica, y podrían servir como herramienta para desarrollar demostraciones verificables de rendimiento fuera del alcance de los superordenadores.
Tal y como explica a la agencia SINC Tom O'Brien, físico computacional y coautor del estudio, «en última instancia, un ordenador cuántico genera datos, y usamos esos datos para resolver problemas. Si no es posible verificar esa información —es decir, si no puedo demostrar por ningún medio, ni con experimentos en la naturaleza ni en una aplicación práctica, que los resultados son correctos—, ¿cómo pueden ser realmente útiles?».
Reducción de tasas de error
«Nuestra implementación de los OTOC en resonancia magnética nuclear (RMN) ofrece una buena descripción de cómo podrían ser los pasos siguientes para alcanzar la ventaja cuántica práctica», destaca. Según O'Brien, el principal obstáculo técnico es el ruido: los ordenadores cuánticos actuales tienen tasas de error de 0,001 y se estima que sería necesario reducirlas a alrededor de 0,00001 para lograr una ventaja práctica en este tipo de cálculos.
En cuanto a las aplicaciones en el mundo real, el experimento acerca la ciencia a una «regla molecular». El equipo de investigadores, en colaboración con la Universidad de California, Berkeley, ejecutó el algoritmo Quantum Echoes en dos moléculas, y los resultados no solo coincidieron con la Resonancia Magnética Nuclear (NMR) tradicional, sino que también revelaron información que antes no estaba disponible. Esto sitúa a la ciencia ante una técnica capaz de medir fenómenos inobservables.
La resonancia magnética nuclear mejorada por computación cuántica tiene un potencial enorme para acelerar el descubrimiento de fármacos y para caracterizar la estructura molecular de nuevos materiales avanzados. Con la vista puesta en el futuro, el equipo de investigación se centrará ahora en desarrollar un qubit lógico de larga duración, un paso esencial para lograr computadoras cuánticas a gran escala y con corrección de errores.