Los cúbits de larga duración llevan el internet cuántico a 2000 km

Computación

Equipo editorial del sitio web de Innovación Tecnológica - 11/11/2025

Cristales de tierras raras de increíble pureza, fabricados con una nueva técnica que garantiza una larga y próspera vida útil para los cúbits. [Imagen: Jason Smith/UChicago]

Internet cuántico

La interconexión de computadoras cuánticas —para crear redes cuánticas seguras y de alta velocidad, incluyendo la futura internet cuántica— implica garantizar que el entrelazamiento de partículas persista a través de cables de fibra óptica. Cuanto más tiempo permanezcan entrelazados estos átomos —manteniendo la coherencia cuántica recíproca— mayor será la distancia a la que las computadoras cuánticas podrán comunicarse entre sí.

Actualmente, la distancia máxima a la que dos computadoras cuánticas pueden comunicarse entre sí mediante un cable de fibra óptica es de unos pocos kilómetros.

Shobhit Gupta y sus colegas de la Universidad de Chicago, en EE. UU., dejaron de lado entonces el hardware de red (comunicación y amplificación de señal) y centraron su atención en los propios cúbits, buscando fortalecer su interconexión, es decir, aumentar el tiempo que permanecen entrelazados.

Lograron aumentar los tiempos de coherencia cuántica de átomos individuales de erbio de 0,1 milisegundos a más de 10 milisegundos, lo que significa que las señales podrían viajar a través de cables de fibra óptica a lo largo de más de 2000 km utilizando el hardware actual. En un caso, la interconexión entre los dos átomos duró hasta 24 milisegundos, lo que teóricamente permitiría que las computadoras cuánticas se conectaran a una impresionante distancia de 4000 km, pero este resultado fue excepcional.

"Por primera vez, la tecnología para construir una internet cuántica a escala global está a nuestro alcance", dijo el profesor Tian Zhong, coordinador del equipo.

Estructura de cúbits de larga duración. [Imagen: Shobhit Gupta et al. - 10.1038/s41467-025-64780-6]

Qubits de larga duración

La innovación no consistió en utilizar materiales nuevos o diferentes, sino en construir los dispositivos con los mismos materiales de una manera distinta. El equipo creó los cristales dopados con tierras raras necesarios para generar entrelazamiento cuántico mediante una técnica denominada epitaxia de haces moleculares (MBE), en lugar del método Czochralski tradicional.

«El método tradicional de fabricación de este material consiste básicamente en fundir los ingredientes en una sartén», dijo Zhong, refiriéndose al método Czochralski. «Se añade la proporción correcta de ingredientes y luego se funde todo. La mezcla alcanza temperaturas superiores a los 2000 grados Celsius y se enfría lentamente hasta que forma un cristal».

Para transformar el cristal en un componente informático, es necesario «moldearlo» químicamente hasta darle la forma requerida. Es como si un escultor partiera de un bloque de mármol y eliminara todo lo que no pertenece a la estatua.

La MBE (epitaxia de haces moleculares), sin embargo, se asemeja más a la impresión 3D . El material se pulveriza, creando finas capas una tras otra, construyendo el cristal necesario hasta alcanzar su forma final exacta, sin cincel, sin martillo y sin necesidad de lijar los acabados, manteniendo así la analogía con el escultor.

"Partimos de cero y luego ensamblamos este dispositivo átomo por átomo", dijo Zhong. "La calidad o pureza de este material es tan alta que las propiedades de coherencia cuántica de estos átomos se vuelven excelentes".

El equipo se prepara ahora para las pruebas reales de estos cúbits de larga duración, que pretenden realizar utilizando carretes de 1000 km de fibra óptica. «Antes de desplegar la fibra óptica, por ejemplo, de Chicago a Nueva York, vamos a probarla aquí mismo, en mi laboratorio», afirmó Zhong.

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