Los últimos avances en computación cuántica 2024: qué cambió realmente y por qué importa

Existe una versión de la historia de la computación cuántica que se repite cada año: un comunicado de prensa sin aliento, un número tan grande que rompe la comprensión, y luego silencio. 2024 se sintió diferente para los investigadores que realmente siguen de cerca este campo. No por un anuncio, sino por tres momentos de avance separados que ocurrieron en meses unos de otros — cada uno de una compañía diferente usando un enfoque fundamentalmente distinto para el mismo problema. Cuando eso sucede simultáneamente en diferentes arquitecturas de hardware, generalmente es una señal de que el campo está avanzando en lugar de girar en círculos.

Esto es lo que realmente cambió en 2024, por qué cada desarrollo importa y cuáles son las advertencias honestas.

Google Willow: El chip que cambió la conversación sobre corrección de errores

La mayor noticia del año llegó el 9 de diciembre de 2024. El equipo de IA cuántica de Google presentó Willow — un procesador superconductivo de 105 qubits construido en su instalación de fabricación dedicada en UC Santa Bárbara — y lo que demostró no fue solo un chip más rápido. Fue una prueba de algo que el campo había estado intentando establecer durante casi tres décadas.

El logro principal: a medida que Google añadía más qubits a Willow, la tasa de error bajaba en lugar de subir. Eso suena simple. No lo es. Durante años, la frustración central de la computación cuántica era que más qubits significaban más ruido, más inestabilidad, más errores en cascada en los cálculos. Podías construir un sistema más grande, pero sería menos fiable. Willow rompió esa relación. Usando su arquitectura de corrección de errores, el chip demostró lo que se llama operación “por debajo del umbral” — el punto en el que escalar realmente ayuda en lugar de perjudicar.

El estándar que Google utilizó junto con este anuncio se volvió instantáneamente famoso: Willow completó un cálculo de muestreo de circuitos aleatorios en menos de cinco minutos, que hoy en día tomaría 10 septillones de años a la supercomputadora clásica más rápida — eso es 10²⁵ años, aproximadamente un millón de veces la edad actual del universo. Como dijo Hartmut Neven, quien fundó Google Quantum AI en 2012: “Hemos pasado el punto de equilibrio.” Los detalles técnicos completos se publicaron en la revista revisada por pares Nature, lo cual importa: las afirmaciones previas de supremacía cuántica han recibido críticas legítimas, y tener la metodología disponible para su escrutinio marca una diferencia significativa.

El anuncio oficial y la documentación técnica están disponibles directamente en el blog de Google Quantum AI.

La advertencia honesta: la prueba de referencia de Willow sigue siendo limitada. El muestreo de circuitos aleatorios demuestra que ciertos cálculos son intratables clásicamente para este chip — no significa que Willow pueda actualmente ejecutar aplicaciones de descubrimiento de fármacos o modelado climático que se mencionan cada vez que surge la computación cuántica. El valor de Willow es arquitectónico: muestra que la computación cuántica corregida a gran escala ya no es un techo teórico. Es un camino de ingeniería demostrado.

Microsoft y Quantinuum: El hito del qubit lógico

Ocho meses antes del anuncio de Willow, Microsoft y Quantinuum publicaron un resultado en abril de 2024 que recibió menos atención general, pero quizás más interés de los investigadores. Demostraron qubits lógicos con tasas de error 800 veces menores que los qubits físicos correspondientes en los que estaban basados — usando lo que Microsoft llamó “virtualización de qubits”.

La diferencia entre qubits físicos y lógicos es la línea divisoria real en la computación cuántica. Los qubits físicos son las unidades de hardware — son ruidosos, sensibles a la temperatura, vibraciones, interferencias electromagnéticas y al tiempo mismo. Los qubits lógicos se construyen combinando múltiples qubits físicos en una estructura que codifica la información de forma redundante, para que los errores puedan ser detectados y corregidos sin destruir el cálculo. El desafío siempre ha sido que los qubits lógicos requieren tantos qubits físicos para construirlos que el sobrecoste hacía que todo fuera poco práctico. Una reducción de 800 veces en la tasa de error significa que los qubits lógicos empiezan a parecer realistas en lugar de teóricos.

Microsoft extendió esto aún más en noviembre de 2024. Trabajando con Atom Computing, crearon y entrelazaron con éxito 24 qubits lógicos usando átomos de iterbio neutros ultracold — estableciendo un nuevo récord y logrando fidelidades de puerta notables: 99.963% para operaciones de un solo qubit y 99.56% para puertas de entrelazamiento de dos qubits. El enfoque de átomos neutros usa átomos enfriados con láser mantenidos en su lugar por pinzas ópticas, una arquitectura de hardware completamente diferente a los transmons superconductores de Google. Esto importa porque significa que múltiples caminos viables hacia una computación cuántica tolerante a fallos están avanzando simultáneamente, en lugar de que el campo apueste todo a un solo enfoque.

Luego, en diciembre de 2024, Quantinuum fue aún más lejos: entrelazando 50 qubits lógicos — otro récord, y una demostración de que la era del qubit lógico no es un hito futuro, sino un presente activo.

IBM Heron R2: El avance en disciplina de ingeniería

Los qubits de Willow de Google y los qubits lógicos de Microsoft acapararon más titulares en 2024. La contribución de IBM fue más discreta, pero igualmente significativa para quienes piensan en de dónde proviene realmente la computación cuántica práctica.

En noviembre de 2024, IBM presentó el procesador Heron R2 — 156 qubits, la segunda generación de la arquitectura Heron, construida con una topología de red de hexágonos pesados. La cantidad de qubits en titulares importa menos que lo que ocurrió con el rendimiento. Las tasas de error en puertas de 2Q de IBM cayeron a 8×10⁻⁴. El sistema ahora puede ejecutar circuitos cuánticos con hasta 5,000 operaciones de puertas de dos qubits. Y cargas de trabajo que antes tomaban más de 120 horas en completarse en el mejor hardware cuántico de IBM ahora se ejecutan en aproximadamente 2.4 horas — aproximadamente una mejora de 50 veces.

A principios de 2024, IBM también completó su desafío autoimpuesto “100×100”, ejecutando un circuito de 100 qubits en profundidad 100 en el procesador Heron en horas. Esto es un cálculo de “escala de utilidad” — uno que no puede ser resuelto por medios clásicos — y completarlo representa el tipo de prueba de progreso medido e incremental en la que IBM ha construido su reputación.

El resultado más técnicamente significativo de IBM en 2024 vino en un artículo de Nature que describe un nuevo código de corrección de errores llamado código “bicicleta bivariante” qLDPC. La corrección de errores cuánticos convencional usando códigos de superficie requiere aproximadamente 3,000 qubits físicos para codificar un solo qubit lógico confiable. El nuevo código de IBM logra una supresión de errores comparable usando solo 144 qubits de datos más 144 qubits auxiliares para verificaciones de errores — una reducción de 10 veces en el sobrecoste. Esa ganancia de eficiencia es lo que hace que la computación cuántica tolerante a fallos parezca menos un objetivo lejano y más un problema de ingeniería con un camino de solución definido.

La hoja de ruta completa de hardware de IBM y las especificaciones actuales de sus procesadores están documentadas en ibm.com/quantum.

NIST y criptografía post-cuántica: El avance de 2024 del que nadie habla

El cuarto gran desarrollo de 2024 no involucró un procesador cuántico en absoluto. En agosto de 2024, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) publicó formalmente los primeros estándares de criptografía post-cuántica — algoritmos diseñados para resistir ataques de futuros ordenadores cuánticos. Dos de los tres algoritmos (ML-KEM y ML-DSA) fueron desarrollados por criptógrafos de IBM Research en Zúrich.

¿Por qué esto pertenece a un artículo sobre avances en computación cuántica? Porque es el primer reconocimiento concreto por parte de un organismo de estándares global que los ordenadores cuánticos capaces de romper la encriptación actual ya no son solo teóricos. Los estándares existen porque gobiernos y empresas necesitan comenzar a hacer la transición ahora, antes de que lleguen ordenadores cuánticos relevantes criptográficamente. La línea de tiempo de transición desde la publicación del estándar hasta su despliegue general suele ser de una década o más. La decisión de NIST en 2024 efectivamente inició ese reloj.

Para infraestructura de blockchain y activos digitales, esto es directamente relevante. Los esquemas de encriptación asimétrica actuales que protegen billeteras, transacciones y contratos inteligentes eventualmente deberán ser reemplazados por alternativas resistentes a la computación cuántica. La cobertura de BlockchainReporter sobre avances en blockchain y criptografía sigue esta transición en tiempo real.

Para un desglose detallado de cómo los avances cuánticos afectan específicamente la seguridad de las criptomonedas, consulte el análisis de BlockchainReporter sobre el impacto de la computación cuántica en las criptomonedas.

La evaluación honesta: qué probó y qué no en 2024

Sería fácil leer lo anterior y concluir que la computación cuántica “ha llegado”. Esa formulación no es del todo correcta, y los investigadores involucrados han sido explícitos al respecto.

Willow de Google aún no ejecuta las aplicaciones que su hoja de ruta a largo plazo promete — descubrimiento de fármacos, ciencia de materiales, optimización financiera. Demostró corrección de errores por debajo del umbral y un resultado de referencia. La brecha entre eso y un cálculo útil comercialmente sigue siendo sustancial, requiriendo tasas de error mucho más bajas que las actuales.

Para entender cómo responde realmente la comunidad cripto a estos avances, la cobertura de BlockchainReporter sobre las opiniones de expertos respecto a las amenazas cuánticas para Bitcoin ofrece una perspectiva útil sobre la brecha entre riesgo teórico y realidad actual.

Los 50 qubits lógicos de Quantinuum pueden detectar errores, pero la corrección de errores completa (detectando y corrigiéndolos sin destruir el estado cuántico) es un problema más difícil que todavía se está resolviendo. El récord de Atom Computing de Microsoft usó átomos neutros que requieren infraestructura de control láser extremadamente sofisticada que aún no existe a escala.

El Heron R2 de IBM es el sistema más prácticamente desplegado en 2024 — está en la nube cuántica de IBM, clientes empresariales están ejecutando cargas de trabajo en él, y el benchmark 100×100 demuestra resultados de escala útil. Pero el procesador Starling, el primer sistema completamente corregido en errores de IBM, no se proyecta hasta 2029.

Lo que 2024 sí probó es más importante que lo que no. El campo dejó de avanzar en una sola dirección y empezó a avanzar en todas simultáneamente — hardware, corrección de errores, qubits lógicos, eficiencia del software y estándares criptográficos. Como comunidad de investigación, empezó a actuar menos como una disciplina de física teórica y más como un campo de ingeniería con hitos que pueden ser verificados y reproducidos de forma independiente.

Para los lectores de BlockchainReporter que siguen la convergencia de la computación cuántica y la IA que está transformando la infraestructura financiera, la sección de avances en blockchain y tecnología emergente cubre cómo estos cambios afectan a los sistemas descentralizados y la seguridad de los activos digitales en tiempo real.

Qué sigue: la trayectoria 2025–2026

Los avances de 2024 establecen un conjunto específico de próximos pasos en los que el campo ya está trabajando activamente.

El siguiente hito de Google tras Willow es lograr una operación tolerante a fallos — pasar de corrección de errores por debajo del umbral a corrección de errores completa, donde el sistema pueda ejecutar cálculos arbitrariamente largos de manera confiable. El algoritmo Quantum Echoes, publicado en el procesador Willow en 2025, demostró la primera ventaja cuántica verificable para un problema computacional real, marcando un paso más allá de las demostraciones de referencia hacia resultados relevantes para aplicaciones.

La hoja de ruta de Microsoft apunta a 50–100 qubits lógicos entrelazados en despliegues comerciales en los próximos años — suficientes, según su propia estimación, para “verdaderos avances prácticos en ciencia de materiales o química.” Su chip Majorana 1, presentado en 2025 y basado en qubits topológicos exóticos, representa una tercera apuesta arquitectónica junto a los enfoques de superconductores y átomos neutros.

El procesador Starling de IBM, previsto para 2029, apunta a 100 millones de puertas en 200 qubits corregidos con errores usando el esquema de corrección de errores Gross — la arquitectura que IBM cree que finalmente conectará la utilidad cuántica con la ventaja cuántica para problemas de valor comercial.

La trayectoria desde 2024 apunta en una dirección coherente: la pregunta ya no es si la computación cuántica corregida a gran escala es posible. Los avances de 2024 demostraron que es posible con múltiples enfoques de hardware. La pregunta ahora es cuál escala más rápido y qué tan rápido las aplicaciones que justifican la inversión empiezan a definirse.

Este artículo es solo con fines informativos y educativos. No constituye asesoramiento financiero ni de inversión.