RESUMEN

computación cuántica, analizando fundamentos formales, métricas de desempeño,

arquitecturas de hardware dominantes, logros experimentales y desafíos asociados a la

implementación de computación cuántica tolerante a fallos. Asimismo, se examina el

ecosistema industrial y las proyecciones de mercado diferenciando tamaño del sector y valor

económico habilitado por las tecnologías cuánticas.

El análisis muestra avances sostenidos en fidelidad de compuertas y escalabilidad de qubits

físicos durante la última década. Sin embargo, la implementación de qubits lógicos robustos

mediante corrección de errores cuánticos continúa siendo el principal obstáculo técnico para la

obtención de ventaja cuántica utilizable en aplicaciones industriales.

Palabras clave: computación cuántica; qubits; era NISQ; corrección de errores cuánticos;

quantum volumen; algoritmos variacionales; ventaja cuántica.

This paper presents a technical review of the current state of quantum computing, including

formal foundations, performance metrics, dominant hardware architectures, experimental

achievements, and technical challenges associated with fault-tolerant quantum computing. The

industrial ecosystem and market outlook are also examined, distinguishing between sector size

and broader economic value enabled by quantum technologies.

The analysis indicates sustained progress in gate fidelities and physical qubit scaling over the

past decade. However, the implementation of robust logical qubits through quantum error

correction remains the principal technical barrier to achieving practical quantum advantage.

Keywords: quantum computing; qubits; NISQ era; quantum error correction; quantum volume;

quantum advantage.

Desde las propuestas iniciales de computación cuántica universal y los criterios físicos

establecidos por DiVincenzo (2000), el campo ha evolucionado desde modelos conceptuales

hacia implementaciones experimentales capaces de controlar decenas y centenas de qubits

físicos. Este desarrollo ha sido impulsado tanto por avances en física experimental como por la

de corrección de errores cuánticos (Preskill, 2018). Estos sistemas permiten realizar

demostraciones experimentales y algoritmos híbridos cuántico-clásicos, pero aún no

constituyen computadoras cuánticas universales tolerantes a fallos.

demostraciones controladas de muestreo de circuitos cuánticos aleatorios que han servido

como referencia histórica para la llamada ventaja cuántica experimental (Arute et al., 2019). Sin

embargo, la traducción de estos resultados hacia aplicaciones industriales reproducibles sigue

siendo objeto de investigación activa.

computación cuántica que integre fundamentos físicos, plataformas tecnológicas, métricas de

desempeño, desafíos estructurales y perspectivas de desarrollo industrial.

comparativo de métricas interoperables entre plataformas cuánticas (fidelidad, coherencia,

conectividad y volumen cuántico); sintetizar los principales cuellos de botella físicos y de

ingeniería hacia la implementación de qubits lógicos tolerantes a fallos; diferenciar

conceptualmente la ventaja cuántica experimental de la ventaja cuántica utilizable en

aplicaciones tecnológicas.

teóricos y documentación técnica institucional relevante para la evaluación del progreso

tecnológico.

Fuentes de información

Criterios de selección

mediciones experimentales de fidelidad o coherencia, análisis cuantitativos de corrección de

errores cuánticos, evaluaciones comparativas de plataformas, definiciones formales del modelo

de computación cuántica.

explícita, estimaciones de mercado sin fuente verificable.

Estrategia de análisis

Arquitecturas físicas de qubits

plataformas físicas para la implementación de qubits. En la actualidad no existe una

arquitectura dominante, y diferentes tecnologías presentan compromisos distintos entre

escalabilidad, fidelidad y complejidad experimental.

Qubits superconductores

sistemas programables de acceso general. Estos dispositivos se basan en circuitos

superconductores que contienen uniones Josephson, las cuales introducen no linealidad

suficiente para definir niveles de energía discretos que pueden manipularse como sistemas de

dos niveles efectivos.

decenas a cientos de microsegundos, mientras que las operaciones de puerta se realizan en

escalas temporales del orden de decenas de nanosegundos. Este régimen permite ejecutar

secuencias de operaciones relativamente profundas antes de que la decoherencia degrade el

estado cuántico.

Google y Rigetti, integrando decenas o cientos de qubits en arquitecturas bidimensionales

Trampas de Iones

suelen ser más lentas y la escalabilidad hacia grandes números de qubits constituye un desafío

experimental significativo.

basados en esta tecnología.

Átomos neutros y tweezers ópticos

plataforma emergente con gran potencial de escalabilidad. En estos sistemas, los qubits se

implementan utilizando estados electrónicos excitados (estados de Rydberg) que permiten

interacciones controladas entre átomos vecinos.

cientos de átomos controlados ópticamente, aunque la estabilidad a largo plazo y la fidelidad de

compuertas continúan en desarrollo.

Computación por recocido cuántico

evolución adiabática de un sistema cuántico hacia el estado fundamental de un Hamiltoniano

objetivo.

estudiar experimentalmente problemas de optimización combinatoria a gran escala. Los

sistemas desarrollados por D-Wave constituyen la implementación más avanzada de este

RESULTADOS

Logros experimentales

experimental de sistemas cuánticos programables.

aleatorios mediante un procesador superconductivo programable, en la cual se reportó un

tiempo de ejecución considerablemente inferior al requerido por simulaciones clásicas

equivalentes (Arute et al., 2019).

Aplicaciones potenciales

Simulación cuántica

prometedoras de la computación cuántica. Los sistemas moleculares y materiales complejos

requieren recursos computacionales exponenciales en métodos clásicos, mientras que pueden

representarse de forma natural mediante qubits.

mediante expresiones del tipo donde representa un estado

parametrizado optimizado mediante algoritmos clásicos.