Un nuevo atajo matemático permite ensayar la preparación de los así llamados estados mágicos, el recurso fundamental para que las futuras máquinas cuánticas puedan corregir sus propios errores y ejecutar cálculos complejos.
Construir un ordenador cuántico útil es, en el fondo, una batalla contra el ruido. Para ganar esa guerra hace falta implementar sistemas de corrección de errores, pero blindar la información de esta manera limita drásticamente las operaciones que la máquina puede realizar.
Para recuperar todo su potencial y realizar cálculos universales, los físicos necesitan inyectar en el hardware un recurso muy específico: los llamados «estados mágicos». Ahora, un nuevo método destacado por la American Physical Society ha logrado simular este cuello de botella de forma eficiente usando ordenadores convencionales, allanando el camino para los ingenieros.
Estados mágicos lógicos
En la computación cuántica tolerante a fallos, las operaciones más seguras y fáciles de aislar del ruido ambiental son demasiado básicas. Si un ordenador cuántico solo usa esas operaciones seguras, no puede superar a un ordenador clásico.
Para dar el salto, la arquitectura necesita consumir estados mágicos lógicos. Estos estados son configuraciones cuánticas puras y muy difíciles de fabricar que actúan como una llave: al «gastarlos» durante el cálculo, permiten ejecutar las operaciones complejas que el sistema de seguridad bloqueaba por defecto.
El problema industrial es que preparar estos estados es extremadamente caro a nivel de hardware. Se calcula que, en los ordenadores cuánticos del futuro, la inmensa mayoría de los componentes se dedicará exclusivamente a fabricar y destilar estos estados mágicos, dejando solo una fracción de la máquina para el cálculo final.
Referencia
Efficient Simulation of Logical Magic State Preparation Protocols. Samyak Surti et al. PRX Quantum 7, 020329; 14 May, 2026. DOI: https://doi.org/10.1103/fby6-xjbm
Ensayos previos
Por eso, antes de fabricar los chips físicos a gran escala, los investigadores necesitan simular los protocolos de preparación de estos estados en ordenadores clásicos. Hasta hace poco, esto era un problema técnico intratable. Simular sistemas cuánticos con máquinas clásicas choca con un muro físico: el coste computacional crece de forma exponencial. Cuantos más elementos intentas simular, el ordenador clásico colapsa por falta de memoria y tiempo.
Aquí es donde entra el atajo o «truco de magia» matemático que le da nombre al avance, publicado en la revista PRX Quantum. Los investigadores han diseñado una técnica de simulación que esquiva esa explosión exponencial de datos.
Aprovechando las propiedades matemáticas de los llamados códigos estabilizadores (una especie de «plantilla matemática» que organiza la información cuántica para poder detectar y corregir errores de forma predecible), el nuevo protocolo permite a un ordenador clásico calcular y evaluar con precisión cómo se preparan los estados mágicos lógicos sin saturarse.
El resultado práctico es algo mucho muy útil a corto plazo para la industria: una herramienta rápida y «barata» para que los ingenieros puedan hacer ensayos de la parte más difícil del futuro hardware cuántico, sin tener que construirlo físicamente primero.
