China presenta la computadora cuántica más rápida del mundo

En apenas 25 microsegundos —menos de lo que dura un parpadeo humano— el nuevo prototipo de computadora cuántica china, bautizado como Jiuzhang 4.0, es capaz de resolver problemas matemáticos tan complejos que la supercomputadora más potente del planeta necesitaría más de 10 elevado a 42 años para calcularlos. El hito, publicado este miércoles en la revista Nature, marca un nuevo récord en la ventaja computacional cuántica y consolida el liderazgo de China en este campo.

Mientras que las computadoras convencionales procesan información en bits que solo pueden ser 0 o 1, las máquinas cuánticas emplean qubits capaces de existir en ambos estados simultáneamente. Esta superposición les permite explorar innumerables rutas de cálculo al mismo tiempo, lo que se traduce en ganancias exponenciales de velocidad para tareas como la resolución de ciertos problemas matemáticos o la simulación de sistemas cuánticos.

Innovaciones para superar la pérdida de fotones

La serie Jiuzhang pertenece a la ruta fotónica de la computación cuántica, que codifica datos en partículas de luz. Su rendimiento depende de la precisión con la que los científicos logran manipular y controlar esos fotones. Sin embargo, un obstáculo persistente ha sido la pérdida de fotones: a medida que las redes ópticas se vuelven más grandes, los fotones se "pierden" en el laberinto, introduciendo errores que degradan la potencia de cálculo.

Para superar este desafío, el equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China construyó una fuente de luz osciladora paramétrica óptica de alta eficiencia y un interferómetro de codificación híbrida espaciotemporal. Estas innovaciones sientan las bases para un procesador cuántico fotónico tolerante a fallos. Los investigadores integraron 1.024 campos ópticos exprimidos de alta eficiencia en un circuito con 8.176 modos, logrando una eficiencia de fuente del 92% y una eficiencia general del sistema del 51% —avances significativos en el procesamiento de información cuántica fotónica de baja pérdida.

La arquitectura de codificación híbrida espaciotemporal permite que los fotones interactúen tanto en el tiempo como en el espacio, aumentando la conectividad de la red mientras se mantiene un tamaño físico manejable del dispositivo. Gracias a estas mejoras, el equipo manipuló y detectó hasta 3.050 fotones, un salto drástico desde los 255 fotones alcanzados con Jiuzhang 3.0 en 2023.

Comparación con la supercomputadora más potente

Los experimentos demostraron que Jiuzhang 4.0 genera su muestra de datos más compleja en solo 25 microsegundos. En contraste, El Capitan, la supercomputadora más potente del mundo construida por Estados Unidos, necesitaría más de 10 elevado a 42 años para calcular el mismo resultado.

China logró por primera vez la ventaja computacional cuántica en 2020 con el prototipo original de Jiuzhang, que utilizó 76 fotones y convirtió al país en el segundo del mundo en alcanzar ese hito —y el primero en hacerlo en un sistema óptico.

La tecnología cuántica ocupa un lugar destacado en el XV Plan Quinquenal de China (2026-2030), donde se define tanto como una industria del futuro como una frontera estratégica que requiere un refuerzo sostenido. El plan exige avanzar en las teorías básicas y las tecnologías fundamentales, al tiempo que se aceleran las aplicaciones industriales, con objetivos establecidos para el desarrollo de computadoras cuánticas universales tolerantes a fallos y máquinas cuánticas especializadas y escalables.