Una startup australiana llamada Silicon Quantum Computing (SQC) ha logrado un avance que podría tener implicaciones profundas para el futuro de la computación cuántica. La compañía, con sede en Sídney, ha desarrollado lo que denomina la primera arquitectura cuántica escalable basada en átomos, alcanzando una fidelidad sin precedentes del 99,99% en un chip cuántico construido con silicio y átomos de fósforo.
La clave de esta innovación radica en su nuevo diseño arquitectónico, denominado «14/15«, en referencia a los elementos de la tabla periódica implicados: silicio (14) y fósforo (15). Esta combinación permite un nivel de precisión que supera ampliamente el de otros sistemas cuánticos actuales. Los investigadores han logrado ubicar átomos individuales de fósforo dentro de obleas de silicio puro, generando qubits nucleares y atómicos con un control exquisito sobre su posición y comportamiento.
La diferencia está en el detalle atómico
Mientras que empresas como IBM o Google apuestan por qubits superconductores y laboratorios como PsiQuantum desarrollan qubits fotónicos, SQC se enfoca en una tecnología donde cada qubit es un átomo colocado de forma precisa dentro de una matriz de silicio. Esta aproximación permite una manipulación extremadamente fina, logrando lo que Michelle Simmons, directora de la compañía, describe como «la característica más pequeña que se puede fabricar en un chip de silicio». Con una escala de 0,13 nanómetros, este nivel de precisión es hasta cien veces menor que el de las tecnologías de fabricación más avanzadas actualmente.
Por qué la fidelidad es crucial
En computación cuántica, la fidelidad mide qué tan bien puede un sistema mantener la información cuántica sin errores. Una fidelidad del 99,99% implica que los errores son prácticamente inexistentes, una condición necesaria para lograr la anhelada tolerancia a fallos. El problema común de los sistemas cuánticos es su fragilidad: los qubits pueden colapsar ante mínimas perturbaciones externas como fluctuaciones de temperatura o interferencias electromagnéticas.
Para mitigar esto, se emplean complejos sistemas de corrección de errores cuánticos (QEC). Sin embargo, la innovación de SQC permite reducir la cantidad de qubits dedicados exclusivamente a esta tarea, ya que su arquitectura minimiza los errores tipo «bit flip», uno de los más comunes en otros enfoques. Como señala Simmons, su sistema solo necesita corregir errores de fase, lo que reduce significativamente la sobrecarga computacional.
Un enfoque escalable para el futuro
Aunque el prototipo actual de SQC opera con 11 qubits (nueve nucleares y dos atómicos), lo que impresiona es su capacidad para escalar. Gracias a la conectividad entre clusters atómicos, este diseño es una prueba de concepto que podría llevar a procesadores cuánticos con millones de qubits funcionales. A diferencia de otros sistemas que requieren grandes infraestructuras para escalar, esta tecnología permitiría dispositivos más pequeños, con menor consumo energético y mejor rendimiento.
Este enfoque modular recuerda a la forma en que se construyen las ciudades: primero se diseña un bloque eficiente y luego se replica manteniendo conexiones estratégicas entre zonas. SQC ha demostrado que estos bloques atómicos pueden operar con una fidelidad altísima incluso cuando se agrupan, lo cual es esencial para el escalado práctico.
Superando a Grover sin errores
Un indicador clave de la eficiencia cuántica es el algoritmo de Grover, una prueba diseñada para mostrar ventaja cuántica frente a la computación clásica en tareas de búsqueda. Mientras otras empresas requieren sistemas complejos de corrección para alcanzar buenos resultados, SQC logró una fidelidad del 98,9% en la ejecución del algoritmo sin aplicar ningún tipo de corrección de errores.
Esto representa un salto cualitativo frente a competidores como IBM o Google, que si bien operan con más qubits, enfrentan mayores dificultades para mantener la coherencia de sus sistemas. Es como si un violinista tocara una pieza perfecta sin necesidad de afinador, mientras que otros necesitan constantes ajustes para evitar desafinaciones.
Ventajas del silicio como materia prima
Una de las mayores fortalezas del proyecto de SQC es que está basado en tecnología de silicio, un material ampliamente conocido por la industria de semiconductores. Esto allana el camino para la compatibilidad con procesos de fabricación ya establecidos, reduciendo costes y facilitando una adopción más rápida en el futuro.
A diferencia de soluciones que requieren condiciones extremas como temperaturas cercanas al cero absoluto o sistemas de refrigeración sofisticados, los chips de SQC podrían beneficiarse de una infraestructura industrial ya existente, acelerando su entrada en aplicaciones prácticas.
Qué sigue en la carrera cuántica
Aunque el camino hacia una computadora cuántica plenamente funcional a gran escala aún presenta retos, el logro de SQC reconfigura las expectativas. Mientras gigantes tecnológicos siguen ajustando sus hojas de ruta, la startup australiana avanza con una estrategia de precisgicos siguen ajustando sus hojas de ruta, la startup australiana avanza con una estrategia de precis\u00i3n atómica y eficiencia en la corrección de errores que podría marcar una diferencia decisiva.
La computación cuántica está lejos de ser una carrera de velocidad; es una maratón donde la resistencia, la estabilidad y la capacidad de escalar son las claves. Y SQC, con su enfoque atómico y fidelidad casi perfecta, parece haber encontrado una ruta más directa y sostenible.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí