Google marca un hito en la computación cuántica con el chip Willow: Revolucionando el futuro de la informática

Introducción

El panorama de la computación cuántica experimentó un cambio sísmico en octubre de 2025, cuando Google anunció un avance histórico que cambia radicalmente nuestra comprensión de lo que es posible con las máquinas cuánticas. El innovador chip cuántico Willow de la empresa ha logrado por primera vez en el mundo ventaja cuántica verificable-un logro monumental que tiende un puente entre la informática cuántica teórica y las aplicaciones prácticas en el mundo real. Este logro representa no sólo un hito tecnológico, sino un momento de transformación que indica que estamos entrando en una nueva era en la que los ordenadores cuánticos pueden resolver problemas que antes se consideraban imposibles para las máquinas clásicas, y hacerlo con resultados que pueden verificarse y reproducirse de forma independiente.

El chip cuántico Willow de Google

La arquitectura detrás de la innovación

El chip cuántico Willow de Google representa un salto cuántico -bastante literal- en la tecnología de computación cuántica superconductora. Construido sobre una base de circuitos superconductores que funcionan como átomos artificiales, el procesador de 105 qubits funciona con una precisión y fiabilidad sin precedentes. Esta arquitectura no se diseñó al azar, sino que incorpora décadas de conocimientos acumulados por los principales investigadores cuánticos, entre ellos Michel Devoret, John Martinis y John Clarke, galardonados con el Premio Nobel de Física de 2025 por sus contribuciones fundacionales a la computación cuántica.

Las impresionantes especificaciones del chip reflejan una meticulosa ingeniería e innovación a todos los niveles. Willow alcanza un notable 99,97% de fidelidad para operaciones de un solo qubit y 99.88% fidelidad para puertas enredadas-niveles de precisión que antes se creían inalcanzables a esta escala. Para ponerlo en perspectiva, tal precisión es esencial para la computación cuántica porque incluso los errores microscópicos pueden producirse en cascada y corromper los cálculos. El chip realiza millones de mediciones en cuestión de segundos, acumulando más de un billón de mediciones a lo largo de exhaustivos protocolos de prueba.

Romper la barrera de los 30 años de corrección de errores

Uno de los logros más significativos de Willow no es sólo lo que puede computar, sino cómo resuelve fundamentalmente un problema que ha asolado la computación cuántica durante casi tres décadas. Desde que Peter Shor introdujo la corrección cuántica de errores en 1995, los científicos se enfrentaban a un reto aparentemente insuperable: los sistemas cuánticos son cada vez más ruidosos y propensos a errores a medida que aumenta el número de qubits. Esto creaba un dilema: se necesitaban más qubits para realizar cálculos significativos, pero al añadir qubits se introducían más errores que corrompían los resultados.

Willow echa por tierra esta suposición. Los investigadores de Google demostraron que, aplicando sofisticadas técnicas de corrección de errores, podían realmente reducir exponencialmente los errores a medida que se añaden más qubits al sistema. Probando matrices cada vez mayores -desde una cuadrícula de 3×3 qubits codificados, pasando por 5×5, hasta 7×7-, Google logró el santo grial de la computación cuántica: conseguir una corrección de errores “por debajo del umbral”. Con cada aumento del tamaño de la matriz, la tasa de error se reducía a la mitad, demostrando que los sistemas cuánticos pueden escalarse con éxito. Este logro histórico cambia radicalmente la trayectoria de la computación cuántica: de curiosidad de laboratorio a tecnología práctica.

El algoritmo de los ecos cuánticos: Un gran avance en la ventaja cuántica verificable

Lo que hace revolucionario a Quantum Echoes

En octubre de 2025, Google publicó en la revista Nature una investigación pionera que demostraba la primera ventaja cuántica verificable-un cálculo que un ordenador cuántico puede realizar más allá del alcance de las máquinas clásicas, con resultados que pueden comprobarse y reproducirse independientemente en distintas plataformas cuánticas. Este avance se centra en un ingenioso algoritmo llamado Ecos cuánticos, que implementa el correlacionador fuera de orden temporal (OTOC) para lograr una capacidad de cálculo sin precedentes.

La belleza de Quantum Echoes reside en su elegancia y sus profundas implicaciones. En lugar de calcular cadenas de bits abstractas difíciles de verificar, el algoritmo produce valores de expectativas que pueden cotejarse entre distintos dispositivos y verificarse de forma independiente. Esta verificabilidad transforma la computación cuántica de una propuesta de “confíe en nosotros” en una ciencia reproducible. Un ordenador cuántico de calibre similar debería ser capaz de ejecutar el mismo algoritmo y obtener resultados idénticos, una característica que genera credibilidad y allana el camino para aplicaciones cuánticas fiables en ámbitos críticos como el descubrimiento de fármacos y la ciencia de los materiales.

La ventaja de una velocidad 13.000 veces superior

Cuando Google anunció que Willow ejecutaba el algoritmo Quantum Echoes 13.000 veces más rápido que el mejor superordenador del mundo, el mundo de la informática se dio cuenta. Para contextualizar esta ventaja: el mismo cálculo que Willow completa en minutos requeriría incluso el superordenador Frontier -uno de los sistemas de computación clásica más potentes del planeta- unas dos horas. Algunas estimaciones sugieren que ciertas variantes de este cálculo llevarían tres años a los ordenadores clásicos.

No se trata de una simple mejora de la velocidad, sino de un salto exponencial en la capacidad de cálculo. Una velocidad 13.000 veces superior representa el poder del reino cuántico para explotar la superposición y el entrelazamiento de formas que los ordenadores clásicos, por sofisticados que sean, simplemente no pueden reproducir. Las implicaciones se extienden a todos los sectores: el descubrimiento de fármacos podría acelerarse de años a meses, las simulaciones de la ciencia de los materiales podrían modelizar interacciones moleculares complejas con una fidelidad sin precedentes y los problemas que actualmente se consideran intratables podrían convertirse en rutinarios.

Cómo funciona el algoritmo

Para entender cómo consigue Quantum Echoes este extraordinario rendimiento es necesario comprender la mecánica cuántica en la que se basa. El algoritmo funciona enviando una señal cuidadosamente elaborada al sistema cuántico alojado en el chip Willow, perturbando un solo qubit e invirtiendo con precisión la evolución de la señal. Así se crea un eco cuántico, una señal amplificada que revela cómo se propagan las perturbaciones a través del sistema cuántico mediante una interferencia constructiva.

Este eco cuántico es extraordinariamente sensible, amplificado por el fenómeno de interferencia constructiva en el que las ondas cuánticas se suman para hacerse exponencialmente más fuertes. El equipo de Google realiza estas secuencias de evolución hacia delante y hacia atrás con millones de mediciones, analizando cómo se superpone la señal para revelar la dinámica oculta del sistema. La precisión requerida es asombrosa: el chip debe mantener la coherencia cuántica a lo largo de cientos de operaciones sin permitir que el ruido y las interferencias ambientales corrompan los delicados estados cuánticos.

Aplicaciones reales del sauce

Descubrimiento de fármacos y análisis de estructuras moleculares

Aunque el logro actual es trascendental, Google y la comunidad de la computación cuántica en general reconocen que las aplicaciones más transformadoras están en el horizonte. Una aplicación especialmente prometedora a corto plazo consiste en utilizar los ecos cuánticos para mejorar el análisis de estructuras moleculares mediante la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) mejorada por computación cuántica, el mismo principio científico en el que se basa la tecnología de resonancia magnética.

En experimentos de prueba de principio realizados en colaboración con la Universidad de California en Berkeley, Google utilizó Quantum Echoes para estudiar dos moléculas: una con 15 átomos y otra con 28 átomos. Los resultados coincidieron con los de la RMN tradicional y, al mismo tiempo, revelaron información que no suele obtenerse con la espectroscopia de RMN convencional. Esta capacidad podría revolucionar el descubrimiento de fármacos al ayudar a determinar con precisión cómo se unen los posibles medicamentos a sus proteínas diana, información fundamental para desarrollar terapias eficaces. Para las empresas farmacéuticas, acelerar este proceso de descubrimiento incluso en meses podría traducirse en miles de millones de valor y, lo que es más importante, en tratamientos más rápidos para los pacientes que padecen enfermedades graves.

Ciencia de los materiales e innovación energética

Las implicaciones van mucho más allá de la farmacología. Los científicos de materiales pueden beneficiarse enormemente del análisis de las estructuras e interacciones moleculares basado en la computación cuántica. Entender cómo se comportan los materiales a nivel cuántico podría revolucionar el diseño de:

• Baterías avanzadas para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable
• Nuevos polímeros con propiedades personalizadas para aplicaciones industriales específicas
• Materiales superconductores con características de rendimiento mejoradas
• Componentes de células solares con mayor eficiencia de conversión energética

Google calcula que, para alcanzar aplicaciones prácticas y comercialmente viables en estos ámbitos, el hardware cuántico tendrá que escalar aproximadamente 10.000 veces de las capacidades actuales. Aunque esto parece desalentador, el hecho de que Willow haya demostrado la corrección de errores escalable -requisito fundamental para tal escalado- proporciona un optimismo genuino de que este objetivo es alcanzable en la próxima década.

Investigación fundamental más amplia

Más allá de las aplicaciones específicas, Quantum Echoes promete desentrañar la comprensión fundamental de los sistemas cuánticos complejos. El diseño del algoritmo lo hace útil para aprender la estructura de sistemas que van desde moléculas a imanes o agujeros negros. Los físicos podrían utilizar ordenadores cuánticos mejorados con estas técnicas para explorar regímenes de la mecánica cuántica hasta ahora inaccesibles, lo que podría conducir a descubrimientos en la física de la materia condensada, la teoría cuántica de campos y nuestra comprensión del propio universo.

Especificaciones técnicas y métricas de rendimiento

Indicadores clave de rendimiento

Para apreciar plenamente las capacidades de Willow, es esencial examinar sus especificaciones técnicas:

Especificación	Rendimiento
Recuento de Qubit	105 qubits
Fidelidad de un solo quubit	99.97%
Fidelidad de la puerta de dos qubits	99.88%
Tiempos T1 (Coherencia)	~100 microsegundos
Mejora respecto a la generación anterior	~5x
Velocidad vs. Superordenador Frontier	13.000x (Ecos cuánticos)
Evaluación comparativa: Muestreo aleatorio de circuitos	~5 minutos (frente a los 10 septillones de años clásicos)

Estas métricas no son meras cifras impresionantes: representan soluciones a retos fundamentales que han frustrado a los investigadores cuánticos durante años. La espectacular mejora de los tiempos de coherencia (T1), en los que los qubits pueden conservar su estado cuántico, permite realizar cálculos más complejos antes de que se acumulen los errores.

Logro de la corrección de errores

Los investigadores de Google aplicaron la corrección de errores por código de superficie en Willow, probando una configuración de código de distancia 5 y de distancia 7. El código de distancia 7 demostró que la supresión de errores aumentaba exponencialmente con la distancia del código. El código de distancia 7 demostró que la supresión de errores aumentaba exponencialmente con la distancia del código: cada aumento de dos en la distancia del código reducía la tasa de error lógico en más de la mitad. La vida útil del qubit lógico de distancia 7 era más del doble que la de los mejores qubits físicos que lo componían, lo que confirma que la corrección de errores mejora realmente el rendimiento general del sistema.

El equipo demostró funciones de descodificación en tiempo real, Esto significa que los errores se corrigen con la rapidez suficiente para que no se acumulen y arruinen los cálculos antes de completarse. Esta descodificación en tiempo real funciona con una duración de ciclo de 1,1 microsegundos -extraordinariamente rápida en cualquier caso- manteniendo una precisión aceptable. Estos experimentos funcionaron de forma estable durante más de varias horas y ejecutaron hasta un millón de ciclos sin degradación del rendimiento, dos requisitos esenciales para futuros algoritmos cuánticos a gran escala.

Hoja de ruta de la computación cuántica de Google

Avances hacia los ordenadores cuánticos a escala real

Google ha articulado una ambiciosa hoja de ruta para desarrollar ordenadores cuánticos prácticos y comercialmente relevantes. Willow representa un avance significativo en este camino:

Hito 1: Demostrar la ventaja cuántica (conseguida en 2019 con Sycamore)
Hito 2: Supresión exponencial de errores con escalado (conseguida a finales de 2024)
Hito 3: Corrección de errores por debajo del umbral con descodificación en tiempo real (conseguida con Willow)
Hito 4: Qubits lógicos de larga vida (enfoque actual)

El qubit lógico de larga vida representa el siguiente avance crítico. A diferencia de los qubits físicos, que se descohesionan rápidamente, los qubits lógicos mantendrían la información cuántica durante largos periodos a pesar de la ruidosa implementación física. La consecución de este hito supondría un paso transformador hacia una computación cuántica tolerante a fallos capaz de ejecutar algoritmos amplios y complejos.

Calendario de aplicaciones prácticas

Google calcula que podrían surgir aplicaciones útiles de la computación cuántica en el descubrimiento de fármacos, la ciencia de los materiales, los sistemas energéticos y otros campos en un plazo de dos años. aproximadamente cinco años, suponiendo que se siga avanzando en el escalado del hardware y la corrección de errores. Sin embargo, alcanzar la viabilidad comercial no sólo requiere mejoras en el hardware, sino también el desarrollo de algoritmos novedosos diseñados específicamente para los procesadores cuánticos a corto plazo. La empresa colabora activamente con socios industriales de los sectores farmacéutico, de la ciencia de los materiales y de la energía para identificar y desarrollar tales aplicaciones.

Panorama competitivo e impacto en la industria

La posición de Google en la computación cuántica

Aunque Google lidera la reciente narrativa de la computación cuántica con los logros de Willow, el panorama competitivo incluye actores formidables. IBM sigue desarrollando sus propios procesadores cuánticos y servicios de red cuánticos. Empresas emergentes como IonQ (basada en trampas de iones), Rigetti Computing y otras persiguen arquitecturas de computación cuántica alternativas. Los esfuerzos de China en materia de computación cuántica también han avanzado significativamente, con recientes avances en sistemas cuánticos superconductores.

La ventaja de Google se debe a múltiples factores: profundos conocimientos en diseño de circuitos superconductores, inversión sustancial en desarrollo de software cuántico, integración con la infraestructura de Google Cloud y asociaciones con instituciones de investigación punteras. La publicación abierta de resultados por parte de la empresa, incluidos los porcentajes de error y las metodologías, ha posicionado a Google como líder de pensamiento y ha acelerado el progreso de todo el campo.

Implicaciones para el sector tecnológico en general

La maduración de la computación cuántica amenaza con perturbar simultáneamente múltiples industrias. Los proveedores de computación en nube están preparando servicios de computación cuántica. Las instituciones financieras exploran algoritmos cuánticos para la optimización de carteras y el análisis de riesgos. Las empresas de ciberseguridad están desarrollando normas de cifrado resistentes a la cuántica. La carrera por construir ordenadores cuánticos prácticos se ha vuelto estratégicamente crítica, con profundas implicaciones para el liderazgo tecnológico y la competitividad económica.

Retos y limitaciones

Restricciones actuales

A pesar de los notables logros de Willow, aún quedan importantes retos por superar antes de que los ordenadores cuánticos se conviertan en herramientas transformadoras. El actual sistema de 105 qubits requiere condiciones de funcionamiento extremas: temperaturas cercanas al cero absoluto, un sofisticado aislamiento de las interferencias electromagnéticas y una calibración meticulosa. Para llegar a los más de 10.000 qubits necesarios para las aplicaciones prácticas habrá que superar importantes retos de ingeniería.

Además, aunque Quantum Echoes demuestra una ventaja cuántica verificable, es importante señalar que este algoritmo específico puede tener aplicaciones prácticas limitadas en comparación con los algoritmos dirigidos al descubrimiento de fármacos o la ciencia de materiales. El camino desde el impresionante rendimiento de referencia hasta las aplicaciones de valor comercial sigue siendo considerable.

La brecha entre los sistemas actuales y los prácticos

Google reconoce que alcanzar ordenadores cuánticos comercialmente relevantes representa un reto continuo de varios años. La actual generación de chips Willow está optimizada para demostraciones algorítmicas específicas. Las aplicaciones reales requerirán algoritmos a medida, mejores códigos de corrección de errores, mayor calidad de los qubits y una integración más profunda con los sistemas informáticos clásicos. La “ventaja cuántica” demostrada por Willow, aunque significativa, se aplica a un estrecho espacio de problemas más que a una computación de amplia aplicación.

Mirando hacia el futuro: El futuro cuántico

Evolución prevista

El campo de la informática cuántica se acelera rápidamente. En los próximos años, podemos anticipar:

• Perfeccionamiento continuo de la corrección de errores Los investigadores buscan sistemas que funcionen de forma fiable por debajo de los umbrales más profundos.
• Expansión del recuento de qubits hacia cientos y, en última instancia, miles de qubits
• Desarrollo de algoritmos cuánticos especializados para sectores específicos como el farmacéutico, la ciencia de los materiales, la energía y las finanzas.
• Mayor accesibilidad mediante servicios de computación cuántica basados en la nube
• Sistemas híbridos cuántico-clásicos donde los procesadores cuánticos se encargan de tareas computacionales específicas mientras que los sistemas clásicos orquestan flujos de trabajo globales.

El ecosistema cuántico más amplio

Más allá de Google, el ecosistema cuántico sigue expandiéndose. Las instituciones académicas están desarrollando nuevos enfoques de computación cuántica. Las empresas emergentes comercializan software y aplicaciones cuánticos. Gobiernos de todo el mundo invierten miles de millones en la investigación de la computación cuántica como parte de sus estrategias nacionales de competitividad. Este impulso sugiere que la computación cuántica pasará de ser una curiosidad de laboratorio a una herramienta industrial práctica mucho más rápido de lo que muchos expertos estimaban anteriormente.

Conclusión

El chip cuántico Willow de Google y el algoritmo Quantum Echoes representan un momento decisivo en la historia de la informática. Por primera vez, un ordenador cuántico ha demostrado una ventaja computacional verificable: resuelve problemas más rápido que los superordenadores clásicos de forma que puede verificarse y reproducirse de forma independiente. Y lo que es más importante, Willow ha resuelto el reto de la corrección cuántica de errores, que llevaba 30 años sin resolverse, demostrando que los sistemas cuánticos pueden escalar mejorando las tasas de error en lugar de degradarlas.

Las implicaciones van mucho más allá de los logros de referencia. El descubrimiento de fármacos podría acelerarse espectacularmente. Los científicos de materiales podrían diseñar mejores baterías, superconductores y polímeros. Los investigadores en energía podrían optimizar los sistemas de fusión y las tecnologías de energías renovables. Las instituciones financieras podrían desarrollar sofisticados algoritmos de optimización. Las aplicaciones serán casi ilimitadas cuando los ordenadores cuánticos alcancen una escala práctica.

Sin embargo, siguen existiendo importantes retos. Pasar de 105 a más de 10.000 qubits, desarrollar algoritmos diseñados específicamente para aplicaciones del mundo real y reducir los costes operativos exigen innovación e inversión constantes. Con todo, Willow ofrece auténticos motivos para el optimismo. Google no se ha limitado a anunciar un impresionante punto de referencia, sino que ha demostrado avances fundamentales en la física y la ingeniería subyacentes necesarias para la computación cuántica práctica.

La era de la computación cuántica ha comenzado. Willow no es el punto final, sino un punto crucial en el camino hacia tecnologías cuánticas transformadoras. En la próxima década, a medida que los sistemas cuánticos se amplíen y maduren, podemos esperar avances tecnológicos que reconfiguren las industrias, aceleren los descubrimientos científicos y resuelvan algunos de los retos más acuciantes de la humanidad. El futuro de la informática no es sólo clásico o cuántico, sino que se trata de sistemas híbridos en los que los procesadores cuánticos abordan problemas más allá del alcance clásico, mientras que los ordenadores clásicos se encargan de todo lo demás. El chip Willow de Google acerca ese futuro más que nunca.

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