Fujitsu Limited y el instituto de investigación QuTech, perteneciente a la Universidad Tecnológica de Delft (Países Bajos), han anunciado un avance histórico en computación cuántica. Las dos entidades han conseguido, por primera vez, demostrar un conjunto completo de puertas cuánticas universales para cúbits de espín en diamante con una probabilidad de error inferior al 0,1 %. Este logro supera el umbral necesario para la corrección de errores cuánticos, lo que representa un paso clave hacia la creación de ordenadores cuánticos tolerantes a fallos y con aplicaciones prácticas.

El avance, publicado en la revista Physical Review Applied el pasado 21 de marzo de 2025, se ha logrado utilizando diamantes de alta pureza con una concentración reducida del isótopo carbono-13. Esta reducción minimiza las interferencias del entorno, permitiendo a los investigadores crear un sistema estable de dos cúbits compuesto por un espín electrónico y un espín nuclear de nitrógeno dentro de un centro vacante de nitrógeno, un tipo de defecto atómico que puede emplearse en computación cuántica.

Gracias a técnicas avanzadas de medición del rendimiento y mitigación del ruido ambiental, el equipo logró una fidelidad superior al 99,9 % tanto en operaciones de una puerta cuántica como en puertas de dos cúbits dentro del conjunto universal. Este nivel de precisión es fundamental para que las operaciones cuánticas puedan corregir errores de forma autónoma y fiable, lo que acerca cada vez más la posibilidad de contar con ordenadores cuánticos plenamente funcionales.

Rumbo a la escalabilidad de la computación cuántica

Fujitsu y QuTech no se detienen en este hito. El siguiente paso será escalar el sistema mediante el aumento del número de cúbits gestionables y el desarrollo de tecnologías ópticas avanzadas para la interconexión entre cúbits electrónicos situados en diferentes ubicaciones. Además, ambas entidades están trabajando en la creación de chips cuánticos ópticos y circuitos de control que funcionen a temperaturas ultrabajas, utilizando tecnología cryo-CMOS (semiconductores integrados diseñados para operar a temperaturas criogénicas).

Este avance posiciona a Fujitsu y QuTech en la vanguardia de la investigación cuántica, especialmente en la utilización de cúbits de espín en diamante, una tecnología considerada prometedora por su estabilidad y resistencia al ruido. La colaboración también refuerza la apuesta por desarrollar una infraestructura escalable que permita ampliar la capacidad de procesamiento cuántico en el futuro cercano.

Hacia la computación cuántica práctica

La computación cuántica ha sido, hasta ahora, un campo dominado por tecnologías experimentales y limitadas en cuanto a precisión y escalabilidad. La obtención de puertas cuánticas con errores por debajo del 0,1 % supone un punto de inflexión, ya que permite implementar algoritmos cuánticos complejos sin que los errores acumulativos echen por tierra los resultados.

Fujitsu y QuTech seguirán cooperando estrechamente para acelerar la integración de estas tecnologías, con el objetivo de alcanzar una computación cuántica práctica, robusta y tolerante a fallos. Esta línea de investigación podría abrir la puerta a importantes avances en campos como la criptografía, la simulación de materiales y la optimización de procesos industriales a gran escala.

Con este logro, la computación cuántica basada en diamantes da un paso firme hacia su aplicación real, demostrando que el futuro de la tecnología cuántica pasa por la innovación conjunta y la búsqueda incansable de precisión y estabilidad.