Computación cuántica explicada sin fórmulas: qué es un qubit y por qué el mundo está invirtiendo miles de millones en esto

Durante años, “computación cuántica” fue una de esas frases que aparecían en titulares llamativos sin que quedara muy claro qué significaban en la práctica. Este artículo busca ser, sencillamente, computación cuántica explicada de forma directa, sin fórmulas ni relleno. Eso está cambiando rápido. En 2026, IBM anunció una inversión de más de 10.000 millones de dólares para los próximos cinco años, con un objetivo concreto: construir la primera computadora cuántica tolerante a fallos a gran escala del mundo. Google, por su parte, ya había demostrado en 2024 algo que la comunidad científica perseguía desde hace casi tres décadas. Esto ya no es ciencia ficción de laboratorio. Es una carrera industrial con fechas, cifras y competidores identificados.

El problema es que la mayoría de las explicaciones sobre este tema se van a un extremo o al otro. O se quedan en la metáfora vacía, del tipo “es como estar en dos lugares a la vez”, sin explicar nada más. O se van directo a la matemática de espacios de Hilbert, que aleja a cualquiera que no tenga formación en física. Si ya leíste nuestro artículo sobre la física cuántica sin números imaginarios, sabrás que hasta los fundamentos matemáticos de esta disciplina siguen en debate entre físicos profesionales. Aquí no hace falta ese nivel de profundidad: vamos a quedarnos en un punto intermedio, entender qué es realmente un qubit, por qué es distinto a un bit normal, y por qué empresas como IBM y Google están apostando miles de millones de dólares a esto.

¿Qué es un bit, para empezar?

Cualquier computadora que usas hoy, desde tu teléfono hasta el servidor que aloja este sitio, procesa información usando bits. Un bit es la unidad más pequeña de información posible y solo puede tener dos valores: 0 o 1. Todo lo que hace una computadora clásica, sin importar cuán compleja sea la tarea, se reduce a manipular enormes cantidades de estos ceros y unos.

Esto ha funcionado extraordinariamente bien durante más de setenta años. Pero hay un tipo de problemas donde este enfoque se queda corto: aquellos donde el número de combinaciones posibles crece tan rápido que ni la computadora más potente del mundo podría revisarlas todas en un tiempo razonable. Simular el comportamiento de una molécula compleja, optimizar miles de variables interdependientes a la vez, o romper ciertos tipos de cifrado son ejemplos de este tipo de problemas.

El qubit: la unidad que rompe la regla del 0 o 1

Un qubit, o bit cuántico, es la unidad de información de una computadora cuántica. La diferencia clave es que, mientras esté aislado del proceso de medición, un qubit no está obligado a ser 0 o 1: puede existir en una combinación de ambos estados a la vez. Esto se llama superposición.

Es importante ser precisos aquí, porque es el punto donde más se distorsiona la explicación popular. La superposición no significa que el qubit “sea 0 y 1 simultáneamente” en el sentido cotidiano de la palabra. Significa que, matemáticamente, su estado es una combinación de ambas posibilidades, y que esa combinación afecta cómo se comporta el sistema completo antes de que alguien lo mida. En el momento en que se mide, el qubit colapsa a un valor definido, 0 o 1, igual que un bit clásico.

Entonces, ¿de dónde viene la ventaja? No de que un solo qubit haga más que un bit, porque medido de forma aislada da la misma cantidad de información. La ventaja aparece cuando se combinan muchos qubits.

Superposición y entrelazamiento, sin fórmulas

Aquí es donde la computación cuántica empieza a alejarse de cualquier intuición clásica. Cuando varios qubits se conectan mediante un fenómeno llamado entrelazamiento cuántico, el estado del sistema completo ya no se puede describir simplemente sumando el estado de cada qubit por separado. El sistema se comporta como una unidad, incluso si los qubits están físicamente separados, algo tan contrario al sentido común como lo que ocurre en el experimento de la doble rendija, otro caso donde la física cuántica se niega a comportarse como esperaríamos.

La consecuencia práctica es que, a medida que se agregan qubits entrelazados, la cantidad de información que el sistema puede representar crece de forma exponencial, no lineal. Dos qubits clásicos representan una de cuatro combinaciones a la vez. Dos qubits cuánticos entrelazados representan, en cierto sentido, las cuatro combinaciones simultáneamente como parte de un mismo estado. Con 50 qubits bien entrelazados, el número de estados posibles supera el millón de billones. Ahí nace la promesa de una potencia de cálculo que ninguna computadora clásica, por más grande que sea, puede replicar por fuerza bruta.

El costo de este poder es la fragilidad. Cualquier interferencia mínima del entorno, ya sea calor, vibración o radiación, puede destruir la superposición y el entrelazamiento antes de terminar el cálculo. A este fenómeno se le llama decoherencia, y durante casi treinta años ha sido el obstáculo central de la computación cuántica. El desafío nunca fue construir qubits, ha sido mantenerlos estables el tiempo suficiente para que hagan algo útil.

Para lidiar con esa fragilidad, los sistemas cuánticos actuales necesitan condiciones extremas. Los qubits superconductores, el tipo que usan tanto IBM como Google, funcionan a temperaturas cercanas al cero absoluto, alrededor de 15 milikelvin, más frías que el espacio interestelar. Cualquier vibración externa, incluso el paso de un camión cerca del laboratorio, puede arruinar un experimento en curso. Esa es una de las razones por las que estas máquinas todavía ocupan salas enteras y no van a caber en un escritorio en el corto plazo.

El hito de Google: corrección de errores “por debajo del umbral”

En diciembre de 2024, Google presentó Willow, un chip cuántico de 105 qubits, con un resultado publicado en Nature que la comunidad científica llevaba casi tres décadas persiguiendo: la corrección de errores por debajo del umbral, conocida en inglés como below threshold.

En términos simples, esto significa que, hasta ese momento, agregar más qubits a un sistema cuántico generalmente agregaba más errores, no menos, porque más qubits significan más puntos donde algo puede salir mal. El equipo de Google demostró lo contrario. Al escalar arreglos de qubits de 3×3 a 5×5 y luego a 7×7, la tasa de error se redujo a la mitad cada vez. Es la primera vez que un sistema cuántico se vuelve más confiable, no menos, a medida que crece.

Para dimensionar la potencia bruta del chip, Google ejecutó un cálculo de referencia, un muestreo de circuitos aleatorios, en menos de cinco minutos. Según sus propias estimaciones, ese mismo cálculo le tomaría a Frontier, una de las supercomputadoras más rápidas del mundo, unos 10 septillones de años, es decir, un uno seguido de 25 ceros. Muchísimo más que la edad del universo.

Vale la pena aclarar algo que suele generar confusión en los titulares: esto no significa que una computadora cuántica ya sea “más útil” que una clásica para las tareas del día a día. Ese benchmark específico está diseñado para ser extremadamente difícil de simular clásicamente, no para resolver un problema del mundo real. Lo importante del logro de Willow no es ese número exagerado. Es la corrección de errores por debajo del umbral, porque es la pieza de ingeniería que hace pensable, por primera vez, construir sistemas cuánticos grandes y confiables.

La apuesta de IBM: de aquí a la tolerancia a fallos

Mientras Google se enfocaba en la corrección de errores, IBM apostó por publicar una hoja de ruta pública, con nombres y fechas concretas, hacia lo que llama computación cuántica tolerante a fallos: sistemas donde los errores están suficientemente suprimidos como para ejecutar algoritmos complejos de forma confiable, sin que un fallo se propague y arruine todo el cálculo.

El plan de IBM incluye procesadores intermedios con nombres de aves: Loon en 2025, Kookaburra en 2026 como primer módulo con memoria cuántica de bajo costo en qubits, y Cockatoo en 2027, que demostraría entrelazamiento entre módulos separados. La meta final es IBM Quantum Starling, prevista para 2029: el que sería el primer computador cuántico tolerante a fallos a gran escala del mundo, capaz de ejecutar 20.000 veces más operaciones que los sistemas actuales.

En junio de 2026, IBM respaldó ese plan con una inversión de más de 10.000 millones de dólares a cinco años, destinada a investigación, manufactura y alianzas. Arvind Krishna, CEO de IBM, lo resumió así: “la era cuántica ya no está por delante de nosotros, ya comenzó”. Es, en parte, una frase de relaciones públicas, pero detrás hay cifras reales: más de 90 sistemas cuánticos desplegados globalmente y 340 organizaciones usando la red de IBM Quantum, más que el resto de la industria combinada según la propia empresa. La meta más cercana en el calendario es 2026: IBM espera que sus socios demuestren por primera vez una ventaja cuántica verificable en un problema práctico, no solo en un benchmark diseñado para lucir bien.

Quién más está en la carrera

IBM y Google concentran la mayor parte de la cobertura mediática, pero no son los únicos jugadores relevantes, y vale la pena nombrar al resto para no dar una imagen incompleta del sector.

Microsoft sigue una estrategia distinta y más arriesgada: apuesta por qubits topológicos, un tipo de qubit todavía experimental que en teoría sería mucho más resistente a errores por su propia naturaleza física, en lugar de depender tanto de la corrección de errores por software. Si la apuesta funciona, podría representar un salto grande. Si no, es la opción con más incertidumbre técnica del grupo.

China invierte fuertemente en computación cuántica a través de instituciones estatales, con avances propios en qubits superconductores y en comunicación cuántica satelital, un área donde de hecho lleva ventaja sobre Estados Unidos. La información pública sobre sus capacidades exactas es más limitada que la de las empresas occidentales, que publican papers y anuncios de prensa de forma constante.

También hay una capa de empresas más pequeñas y especializadas que compiten con enfoques técnicos distintos: IonQ y Quantinuum trabajan con qubits de iones atrapados, una tecnología con tasas de error naturalmente más bajas aunque más difícil de escalar; D-Wave se especializa en un tipo distinto de computación cuántica, el recocido cuántico, orientado específicamente a problemas de optimización y no a computación de propósito general. Ninguna de estas empresas tiene, por ahora, el capital ni la infraestructura de IBM o Google, pero varias cotizan en bolsa y publican resultados verificables de forma regular.

Tres mitos que conviene descartar

Antes de cerrar con las aplicaciones prácticas, vale la pena desarmar algunas ideas equivocadas que circulan mucho sobre este tema.

El primer mito es que la computación cuántica va a reemplazar a las computadoras clásicas. No es así, y probablemente nunca lo sea. Un computador cuántico es extraordinariamente bueno para un conjunto específico y relativamente reducido de problemas. Para navegar internet, escribir un documento o correr la mayoría del software que usas todos los días, una computadora clásica sigue siendo, por lejos, la herramienta correcta. Lo más probable es que en el futuro los sistemas cuánticos funcionen como coprocesadores especializados, conectados a infraestructura clásica, no como reemplazo de ella.

El segundo mito es que ya existen computadoras cuánticas capaces de romper cualquier sistema de cifrado actual. Todavía no. El algoritmo que en teoría permitiría eso, conocido como algoritmo de Shor, necesita miles de qubits lógicos estables trabajando juntos, y los sistemas actuales, incluido Willow, todavía están en el rango de cientos de qubits físicos, no lógicos. La distinción entre qubits físicos y qubits lógicos es importante: un qubit lógico confiable se construye combinando muchos qubits físicos con corrección de errores, así que el número real de “poder cuántico útil” es bastante menor de lo que sugieren los titulares sobre cantidad de qubits.

El tercer mito es que se trata de un campo completamente teórico sin ningún impacto todavía. Tampoco es así. Ya existen usos comerciales tempranos, sobre todo en simulación química a pequeña escala y en optimización de rutas logísticas, ejecutados en las nubes cuánticas que ofrecen tanto IBM como Amazon y Microsoft. Son casos limitados y todavía costosos, pero son reales, no proyecciones a futuro.

¿Por qué esto importa fuera del laboratorio?

Es fácil que esto suene a una competencia de cifras entre gigantes tecnológicos sin conexión con la vida real. No lo es, al menos no del todo. Hay tres áreas concretas donde una computadora cuántica funcional cambiaría las reglas del juego.

La primera es el diseño de materiales y medicamentos. Simular con precisión cómo interactúan las moléculas a nivel cuántico, algo que las computadoras clásicas hacen mal porque el problema crece exponencialmente, podría acelerar el descubrimiento de nuevos catalizadores, baterías más eficientes o fármacos diseñados para un objetivo molecular específico.

La segunda es la optimización de sistemas complejos: rutas logísticas globales, redes eléctricas, carteras financieras con miles de variables interdependientes. Son problemas donde encontrar la solución exacta es intratable para una computadora clásica, pero donde un sistema cuántico bien diseñado podría acercarse mucho más rápido a una solución muy buena.

La tercera, más delicada, es la criptografía. Buena parte de la seguridad digital actual, desde tu banco hasta tus contraseñas, depende de que factorizar números muy grandes sea prácticamente imposible para una computadora clásica. Un computador cuántico suficientemente potente, ejecutando el algoritmo correcto, podría romper ese supuesto algún día. Es una de las razones por las que gobiernos y empresas ya están migrando hacia criptografía post-cuántica, diseñada para resistir incluso a computadoras cuánticas que todavía no existen. Si te interesa la protección digital en general, ya escribimos sobre buenas prácticas de ciberseguridad que siguen siendo válidas mientras esa migración ocurre.

Hoy en día, la computación cuántica ya no parece ficción, en los últimos años hemos como humanidad sufrido un cambio drástico en lo que tecnología se refiere, y con la llegada de la IA, ha cambiado la perspectiva de lo que estaremos viendo en un futuro. Probablemente la computación cuántica sea la clave para la cura de ciertas enfermedades y que la tecnología juegue un papel importante ayudando a descifrar sus patologías, que de respuestas más precisas ante los cambios meteorológicos y desastres climáticos o posiblemente nos ayude a encontrar vida en otros planetas.

Todo esto no está muy alejado de nuestra realidad, y creo que, ese es el camino hacia donde nos dirigimos, quizás en un par de años o décadas, podamos tener acceso en nuestras propias casas a computadoras cuánticas desde la nube como ya está ocurriendo con IBM Quantum.

Para cerrar

La computación cuántica todavía no está resolviendo tus problemas cotidianos, y probablemente no lo haga en los próximos años. Pero dejó de ser una promesa abstracta. Hay una hoja de ruta pública con fechas, hay una inversión de más de 10.000 millones de dólares detrás de esa hoja de ruta, y hay al menos un resultado experimental, la corrección de errores por debajo del umbral, que resuelve un obstáculo que parecía casi permanente.

Lo que viene ahora es menos espectacular que los titulares, pero más importante: escalar de decenas a cientos y luego miles de qubits confiables, sin que la física se rebele en el camino. Si ese proceso avanza como IBM y Google esperan, la próxima década no se va a preguntar si la computación cuántica funciona, sino qué problemas, de los que hoy consideramos imposibles, se van a volver triviales.

Fuentes:

• Google Research / Nature: “Quantum error correction below the surface code threshold”. nature.com/articles/s41586-024-08449-y
• Google Blog: “Meet Willow, our state-of-the-art quantum chip”. blog.google/innovation-and-ai/technology/research/google-willow-quantum-chip
• IBM Quantum Blog: “IBM lays out clear path to fault-tolerant quantum computing”. ibm.com/quantum/blog/large-scale-ftqc
• IBM Newsroom (2 de junio de 2026): “IBM Commits More Than $10 Billion to Quantum Computing”. newsroom.ibm.com
• IBM Quantum Roadmap. ibm.com/roadmaps/quantum