Iones y átomos neutros
Lección 16 de 23 del curso «Cuántica». Gratis, con animaciones y un test.
Un cúbit hecho por la naturaleza
El segundo gran enfoque: usar un átomo real. Se le quita un electrón y se vuelve un ion con carga, que un campo eléctrico puede sujetar en el vacío como en una cuna invisible. Dos niveles de energía del ion son el 0 y el 1, y las puertas se hacen con pulsos láser precisos. La gran baza: todos los iones de un elemento son idénticos por naturaleza. Los cúbits superconductores varían un poco por la fabricación; los iones no tienen defectos.
Helios: récords de precisión
El líder del enfoque de iones es Quantinuum. En noviembre de 2025 lanzó Helios: 98 iones de bario, y como los iones se pueden mover, cualquier cúbit puede enlazarse con cualquiera. La fidelidad de puerta de dos cúbits es 99,921%. Con él se armaron 48 cúbits lógicos con corrección de errores. Y en octubre de 2026 la empresa informó una fidelidad lógica de 99,9995%, 10 veces mejor que su propio récord. Próximas máquinas: Sol en 2027 y Apollo en 2029.
Átomos neutros: miles de cúbits
El tercer enfoque: átomos neutros normales, como rubidio o cesio. A cada uno lo sujeta un haz láser enfocado, llamado pinza óptica. Los átomos se colocan en una rejilla como píxeles en una pantalla, y así es fácil tener miles de cúbits. En 2025 Caltech armó una matriz de 6100 átomos. Un equipo de Harvard, el MIT y QuEra mostró un sistema de más de 3000 cúbits que funcionó más de dos horas seguidas: los átomos perdidos se reponían al vuelo, hasta 300 000 por segundo.
El superpoder de los átomos: se mueven
Las pinzas láser se pueden mover, así que los átomos “se acercan” al vecino que necesitan durante el cálculo. Para la corrección de errores es una gran ventaja: las conexiones se reorganizan según el código. En marzo de 2026 un equipo de Caltech estimó que el algoritmo de Shor con estos átomos podría necesitar solo 10 000–20 000 cúbits. Es un cálculo, no una máquina terminada, pero la industria reaccionó: ese mismo año Google creó su propio equipo de átomos neutros, y Microsoft construye una máquina con Atom Computing.
Quién es más fuerte en qué
Simplificando. Los superconductores son los más rápidos, con puertas en nanosegundos, pero sus cúbits son más ruidosos y solo conectan con vecinos. Los iones son los más precisos y conectan todos con todos, pero sus puertas son más lentas y no caben muchos en una trampa. Los átomos son los más escalables, fáciles de juntar por miles y reordenar, pero también son más lentos y a veces se pierden. Ningún enfoque ha ganado aún, así que los grandes apuestan por varios a la vez.
Ponte a prueba
- ¿En qué son mejores de base los cúbits de iones que los superconductores?
Respuesta correcta: Todos los iones son idénticos y conectan todos con todos. La naturaleza hace iones idénticos, y moverlos da conexiones entre cualquier par. De ahí los récords de precisión. - ¿Por qué importa mover átomos para la corrección de errores?
Respuesta correcta: Las conexiones se reorganizan según el código. Los códigos eficientes necesitan conexiones más allá de los vecinos. Los átomos móviles dan esa flexibilidad, por eso las estimaciones para Shor son tan bajas. - ¿Qué enfoque ganará?
Respuesta correcta: Aún no se sabe; cada uno tiene sus puntos fuertes. Velocidad, precisión y escala aún no se reúnen en un solo enfoque. Por eso Google, Microsoft y otros apuestan por varios.
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