Resolver problemas complejos que llevarían años en ser solucionados en pocos minutos: ese es el poder revolucionario de la computación cuántica. Contar con esta capacidad sin necesidad de invertir en infraestructuras avanzadas: ese es el propósito de la nube cuántica.
A medida que la computación cuántica avanza en su desarrollo, también empiezan a surgir formas de democratizar su acceso. En este contexto de popularización y mayor enfoque en los avances de esta tecnología, la Organización de las Naciones Unidas (ONU) declaró el 2025 como el Año Internacional de la Ciencia y la Tecnología Cuánticas.
Sectores como el farmacéutico, financiero y de seguridad cibernética se beneficiarán cada vez más de este progreso. Problemas como el descubrimiento de nuevos medicamentos, la optimización de carteras de inversión y el desarrollo de sistemas de criptografía irrompibles no serán desafíos tan grandes gracias a una computación cuántica cada vez más accesible.
“La nube facilita enormemente el acceso a este tipo de tecnología, ya que la barrera de entrada para poseer un equipo de millones de dólares sigue estando en manos de pocas empresas. Ahora, existe una ventana de oportunidad que la nube hace posible, permitiendo que empresas más pequeñas no se queden atrás. Lo mismo que sucedió con la inteligencia artificial ocurrirá con la computación cuántica”, comenta Raúl Palacios, director de OneQuantum en Chile.
Grandes organizaciones ya ofrecen plataformas con acceso a esta tecnología, pero ¿qué tipo de ventaja ya se puede obtener con estos servicios?
El nivel de beneficios disponibles actualmente no entusiasma tanto:
“Ahora mismo, no existe ningún problema práctico a nivel industrial en el que la computación cuántica sea más rápida que la clásica, es decir, no hay ninguna empresa que aplique algoritmos cuánticos en vez de uno clásico para obtener dinero”, sintetiza Roberto Campos Ortiz, investigador de la Universidad Complutense de Madrid.
Entonces, ¿por qué una empresa invertiría en este servicio en la nube? ¿Quién está accediendo a estas plataformas? ¿Quién las ofrece? Y, lo más importante, ¿cuándo se desatará el verdadero potencial de la computación cuántica?
La revolución de los qubits
La computación cuántica se diferencia de la tradicional por usar qubits, las unidades básicas de información cuántica, que, a diferencia de los bits clásicos, pueden estar en superposición (representando 0 y 1 simultáneamente) y entrelazados (afectándose instantáneamente, incluso a distancia).
Esto permite que un procesador cuántico ejecute múltiples cálculos al mismo tiempo, convirtiéndose en extremadamente eficiente para problemas complejos, como simulaciones químicas y optimización de sistemas. Los computadores clásicos procesan datos de forma secuencial, probando una posibilidad a la vez.
Sin embargo, estas máquinas requieren una gran inversión (decenas de millones de dólares) y, aunque se tenga el poder financiero para comprar una, se necesita contar con un gran equipo de ingenieros electrónicos, de telecomunicaciones, informáticos y físicos experimentales para hacer ajustes diarios en estos computadores cuánticos.
Esta tecnología requiere una infraestructura altamente especializada, ya que los procesadores deben operar en condiciones extremadamente controladas. Los qubits son sensibles a interferencias externas y requieren temperaturas cercanas al cero absoluto (-273°C) para minimizar errores. Esto demanda el uso de refrigeración criogénica avanzada, aislamiento contra radiación electromagnética y sistemas complejos de control y corrección de errores.
“Diversas áreas están explorando las plataformas cuánticas, con especial énfasis en los sectores financiero, eléctrico, automotriz y aeronáutico, que han estado realizando un número creciente de pruebas de concepto. Sin embargo, es fundamental destacar que, en el panorama global, la computación cuántica aún se encuentra en fase experimental, utilizándose mayoritariamente en estudios de viabilidad, sin una presencia consolidada en entornos de producción. No obstante, esta situación tiende a evolucionar rápidamente”, comenta Rogério Ruivo, cofundador de DOBSLIT, empresa brasileña de servicios y tecnologías cuánticas.
Evolución en hardware y software
Actualmente, los trabajos de investigación cuántica se dividen en dos temas principales: hardware y software.
En términos de hardware, los investigadores buscan crear ordenadores de mayor tamaño, es decir, con más puertas cuánticas, menor tasa de error, mayores tiempos de coherencia, etc. Para lograrlo, se están explorando diversas tecnologías, como superconductores, fotones, átomos fríos y trampas de iones, entre otras, cada una con sus propias ventajas distintivas.
"Ahora mismo, los ordenadores cuánticos son muy pequeños, así que la capacidad de ejecutar algoritmos y cargar datos en los circuitos cuánticos es reducida. Por ello, no existe ningún algoritmo cuántico que sea superior a uno clásico en un problema con aplicación práctica (industrial). Las líneas principales de investigación se centran en mejorar la calidad de los qubits, es decir, hacerlos más robustos, con más tiempo de coherencia, mayor tolerancia a errores cuánticos, etc.", afirma Roberto Campos Ortiz.
La investigación en software tiene como objetivo desarrollar algoritmos que, a pesar de aplicarse a problemas de pequeña escala, presenten una alta complejidad y ofrezcan una ventaja significativa sobre los algoritmos clásicos.
"Se puede decir que, por un lado, se intenta que el hardware (los ordenadores cuánticos) sea más grande y, por otro lado, el software (los algoritmos cuánticos) sean más pequeños pero con ventaja. Cuando hardware y software se encuentren, encontraremos un problema en el que los ordenadores cuánticos superen a los clásicos", comenta Roberto.
Cabe mencionar que cuando se desarrolla un algoritmo cuántico, no siempre se prueba en un ordenador cuántico debido a su tamaño, ruido e inestabilidad. En su lugar, se utilizan simuladores más grandes y baratos para predecir los resultados. Los proveedores ofrecen simuladores cuánticos en la nube que funcionan en ordenadores clásicos y replican el comportamiento de los ordenadores cuánticos.
“La oferta de servicios de computación cuántica en la nube aún se encuentra en una etapa inicial, reflejando el bajo nivel de madurez de la propia tecnología. El número de computadores cuánticos avanzados disponibles es reducido, y las plataformas existentes presentan limitaciones tanto en términos de usabilidad como de accesibilidad. Sin embargo, este escenario ha estado evolucionando rápidamente”, señala Rogério Ruivo.
¿Quién está detrás de la nube cuántica?
Con los altos costos y desafíos técnicos para construcción y mantenimiento, el desarrollo de la computación cuántica está concentrado en manos de grandes empresas tecnológicas, instituciones académicas y agencias gubernamentales.
A nivel académico, destacan entidades de renombre global como el MIT, la Universidad de Waterloo y el Perimeter Institute, además de agencias gubernamentales como la National Quantum Initiative de EE. UU. y el Quantum Flagship de la Unión Europea, que financian y promueven avances en el área.
Entre las empresas que ofrecen acceso a la tecnología, IBM es un nombre protagonista, con iniciativas pioneras y servicios ofrecidos en su plataforma que aprovechan sus propios ordenadores cuánticos.
Los gigantes globales del mercado de la nube, como Microsoft, Amazon y Google, también están entre los principales. Algunos producen sus propios chips y ordenadores cuánticos, mientras que otros trabajan en asociación con varios propietarios de hardware, permitiendo el acceso a diferentes tecnologías.
En varios países, distintas empresas desarrollan sus estructuras cuánticas y sirven como proveedores de esta tecnología, entre ellas Xanadu (Canadá), IonQ (EE. UU.), Pasqal (Francia) y Fujitsu (Japón).
“Existe un pequeño número de proveedores de hardware cuántico pero que ofrecen diferentes tecnologías. Así que, para el mercado ‘reducido’ que existe en computación cuántica y en el que sólo se ejecutan pruebas de concepto, los servicios cubren con creces la demanda. Especialmente destacable es la plataforma AWS-Braket, que permite ejecutar trabajos (algoritmos) en plataformas de varios proveedores y elegir la que mejor se ajuste a cada caso”, evalúa Roberto Campos Ortiz.
La calidad de estas plataformas tiene dos caras. Por un lado positivo, permiten el acceso, entregan resultados aparentemente coherentes y cuentan con interfaces intuitivas para quienes tienen conocimientos en computación cuántica. Sin embargo, su rendimiento sigue siendo limitado, ya que el hardware actual no permite ejecutar algoritmos complejos con una ventaja práctica real.
La buena noticia es que estas plataformas son altamente escalables, lo que significa que, a medida que el hardware evolucione, podrán soportar algoritmos más avanzados sin grandes modificaciones. Además, el ecosistema sigue creciendo, con nuevos proveedores que desarrollan y publican mejoras constantes en sus tecnologías.
“IBM planea lanzar los llamados centros de datos cuántico-céntricos, una iniciativa que podría ampliar significativamente la disponibilidad y la eficiencia de estos servicios. Paralelamente, DOBSLIT está desarrollando Bongo, una nueva plataforma de nube orientada a la computación cuántica, que busca optimizar el aprovechamiento de estos sistemas mediante pruebas de concepto accesibles, modificables y comprensibles para usuarios industriales. Creado en el contexto del programa de aceleración UpLab SENAI, Bongo tiene como propósito facilitar la adopción de la computación cuántica en la industria, conectando a las empresas con una capacidad de procesamiento antes inaccesible”, explica Rogério Ruivo.
Desafíos y limitaciones actuales
El desarrollo de hardware cuántico confiable y escalable es uno de los mayores obstáculos, ya que los sistemas actuales sufren con errores de procesamiento y la necesidad de enfriamiento extremo. Además, los algoritmos clásicos aún son más eficientes para muchas tareas, lo que hace esencial la creación de nuevos métodos que aprovechen mejor el poder de los qubits.
A pesar de la creciente capacidad de procesamiento, muchos sistemas cuánticos aún son sensibles al ambiente en el que están alojados y son sistemas altamente técnicos que pueden tardar mucho tiempo en ser reparados. Los procesadores cuánticos sobre-enfriados normalmente requieren varios días de inactividad, ya que los refrigeradores en los que están alojados pueden tardar horas en enfriarse y calentarse.
Otro desafío es la seguridad. La computación cuántica es capaz de romper los sistemas de criptografía actuales, lo que genera preocupaciones sobre la protección de datos sensibles. Para mitigar estos riesgos, los investigadores trabajan en criptografía post-cuántica, que busca garantizar la seguridad digital en un mundo donde los ordenadores cuánticos sean comunes. Además, la falta de profesionales cualificados en el área representa una barrera para la adopción a gran escala, lo que hace esencial la inversión en educación y capacitación.
Si no hay beneficios prácticos, ¿por qué usar la nube cuántica?
Dado que la computación cuántica aún no ofrece ventajas prácticas evidentes, resulta difícil imaginar que pequeñas empresas o usuarios comunes puedan acceder a servicios de computación cuántica en la nube. No obstante, tanto una pequeña como una gran empresa podrían beneficiarse de la computación cuántica de manera similar.
“Cuando la IA llegó, las empresas que se habían adelantado tuvieron una ventaja competitiva frente a las que no lo hicieron. Esto mismo sucede con la computación cuántica, hay empresas que empiezan a desarrollar algoritmos con ventaja para problemas muy pequeños y alejados de los que realmente resuelven actualmente, pero que saben que cuando la tecnología de los ordenadores cuánticos madure, serán capaces de usar esos mismos algoritmos (con pequeñas variaciones) sobre problemas de interés industrial", declara Roberto Campos Ortiz.
Para Rogério Ruivo, aunque la computación cuántica en la nube esté en expansión, sus costos aún son elevados, lo que restringe su acceso: “Además de los altos precios, también existe la limitación en la disponibilidad, con frecuentes filas de espera para la utilización de los computadores cuánticos. Sin embargo, esta realidad tiende a modificarse con el tiempo, siguiendo la trayectoria común de las innovaciones tecnológicas, que comienzan como recursos escasos y costosos, pero gradualmente se vuelven más accesibles”, explica.
A pesar de la falta de beneficios prácticos hasta el momento, es importante señalar que existen ciertos problemas artificiales (diseñados específicamente para hacer que la computación cuántica sea más rápida) en los que se ha demostrado la supremacía cuántica (un algoritmo cuántico más veloz que su contraparte clásica).
“Creo que la investigación en algoritmos cuánticos es el área más favorecida por el uso de computación en la nube. Muchos grupos de investigación, como el mío en la Complutense, no podemos permitirnos probar nuestros algoritmos y pedir constantemente a los proveedores de hardware cuántico que nos digan los resultados de esos algoritmos en los ordenadores cuánticos. Así que ‘alquilamos’ tiempo de ejecución en los ordenadores o en los simuladores cuánticos para probar nuestros resultados. Es muy curioso ver el número de trabajos ejecutados y artículos publicados con resultados de ejecuciones en los ordenadores cuánticos en la nube de IBM. Es un volumen de uso de la 'nube cuántica' que se incrementa año tras año y que ni los propios directivos de IBM esperaban cuando sacaron esta tecnología”, añade Roberto.
El futuro de la nube cuántica
Según la previsión de International Data Corporation (IDC) para el mercado global de computación cuántica, las inversiones de los clientes en esta tecnología aumentarán de 1,1 mil millones de dólares en 2022 a los 7,6 mil millones en 2027.
Además, IDC proyecta que las inversiones en este mercado crecerán a una tasa de crecimiento anual compuesto del 11,5% entre 2023 y 2027, alcanzando casi 16,4 mil millones de dólares al final del período. Esta previsión engloba aportes de instituciones públicas y privadas, gastos internos (I+D) de proveedores de tecnología y servicios, además de financiamientos externos de capitalistas de riesgo y empresas de capital privado.
En los próximos 20-30 años, la computación cuántica se centrará en resolver problemas de alta complejidad, similares a los que abordan los supercomputadores (HPC). Los algoritmos cuánticos se enfocarán en áreas como la química cuántica (para determinar el estado y la energía de moléculas, predecir propiedades, etc.), diseño de fármacos, optimización de reacciones químicas, nuevos materiales para baterías, simulación de propiedades físicas (como entrelazamiento y superposición) y problemas de optimización, búsqueda y aprendizaje automático (machine learning).
"Con el ritmo de avance que tenemos en la investigación, la tendencia es que la adopción crezca significativamente hasta 2030. También existen modelos públicos que facilitan esta evolución. La mayoría de los países más desarrollados ya han definido algún tipo de plan nacional y autorización de sistemas criptográficos. Este tema será impulsado fuertemente debido a la criptografía cuántica. En particular, Europa tiene un gran potencial en este sentido, en contraste con América Latina, que está un poco atrás en este proceso", proyecta Raúl Palacios.
Roberto Campos Ortiz coincide con la previsión de Raúl, pero destaca la incertidumbre del futuro de la tecnología: “En resumen, el principal objetivo es conseguir una aplicación práctica de la computación cuántica a corto plazo, de 3 a 5 años. Esto encaja con los roadmaps publicados por empresas como Google o IBM, que esperan tener ordenadores cuánticos de gran tamaño operativos para 2030. La principal preocupación es, precisamente, no cumplir esas expectativas y que alguien demuestre que la computación cuántica que, en teoría funciona, en la práctica no tiene ninguna ventaja sobre la computación clásica conocida actualmente”.
A pesar de las limitaciones y dudas, los avances que integran la computación cuántica y la nube indican un futuro prometedor. A medida que la tecnología evoluciona, se espera que más empresas puedan beneficiarse, teniendo acceso a nuevos recursos para hacer análisis más profundos e identificar patrones en conjuntos de datos masivos de maneras que antes eran impensables, impulsando la innovación y la toma de decisiones informadas.
Paralelamente a los estudios científicos y académicos, empresas como Google e IBM proyectan que, en la próxima década, los computadores cuánticos alcanzarán el punto de supremacía, superando significativamente a los computadores clásicos en diversas aplicaciones. En este contexto, la nube surge como un camino que viabilizará un futuro digital más inteligente, conectado e inclusivo.