La computación cuántica va dejando de ser un concepto casi de ciencia ficción para convertirse en un ámbito estratégico en el que Europa y, en particular, España empiezan a mover ficha con decisión. Mientras se consolidan grandes planes de inversión y se multiplican las empresas especializadas, los avances científicos y los primeros proyectos industriales ofrecen pistas bastante claras de hacia dónde puede ir este nuevo sector.
En paralelo a la carrera por construir ordenadores cuánticos cada vez más potentes, la comunidad investigadora europea trabaja en resolver problemas muy concretos que, aunque puedan sonar técnicos, son clave para que esta tecnología llegue a buen puerto. Uno de ellos es la identificación fiable de los llamados modos cero de Majorana, candidatos destacados para crear qubits topológicos mucho más estables que los actuales.
Un nuevo diseño de nanocables para cazar estados de Majorana sin falsos positivos
Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) ha propuesto un cambio de arquitectura en los nanocables híbridos empleados en la búsqueda de modos cero de Majorana, esos estados cuánticos exóticos que podrían servir de base a una computación cuántica especialmente resistente a errores. Su estudio teórico, publicado en la revista Physical Review Letters, plantea recubrir completamente el semiconductor con un material superconductor, creando una especie de tubo continuo alrededor del nanocable.
Estos nanocables tienen un diámetro del orden de unas 10.000 veces menor que el de un cabello humano, pero lo realmente relevante no es su tamaño, sino la geometría del recubrimiento. El diseño clásico cubría solo algunas caras del semiconductor, mientras que el enfoque denominado full-shell propone envolverse de forma total con el superconductor, lo que modifica la respuesta del sistema cuando se aplica un campo eléctrico.
El gran escollo que trata de abordar este trabajo son los llamados falsos positivos en la identificación de partículas de Majorana. Hasta ahora, una de las técnicas habituales consistía en usar espectroscopía de efecto túnel para sondear uno de los extremos del nanocable y buscar un pico de conductancia a voltaje cero. El problema es que esa misma señal puede ser generada por estados impostores, las cuasi-Majoranas, que imitan el comportamiento eléctrico esperado sin compartir sus propiedades topológicas.
Las cuasi-Majoranas fueron descritas hace unos años por investigadores del propio ICMM-CSIC, lo que obligó a matizar muchas de las interpretaciones experimentales previas. Estos estados, aunque topológicamente triviales, producen un pico en la conductancia prácticamente indistinguible del de un Majorana genuino en determinadas configuraciones, complicando de manera importante cualquier afirmación rotunda sobre su detección.
Con la geometría full-shell propuesta, el mismo campo eléctrico que en configuraciones anteriores generaba estos estados impostores produce ahora una capa electrónica en el extremo del cable que desplaza las cuasi-Majoranas fuera del alcance de la sonda. De este modo, en las condiciones analizadas teóricamente, la medición deja de ver esa fuente concreta de confusión y un pico estable a voltaje cero pasa a ser un indicador mucho más fiable de la presencia de un modo de Majorana real.
El valor del estudio del ICMM-CSIC reside en que ofrece una guía clara para futuros experimentos con nanocables híbridos superconductores-semiconductores. No supone todavía la verificación definitiva de la computación cuántica topológica, pero sí reduce de forma notable una de las principales ambigüedades que habían lastrado la interpretación de los datos experimentales en este campo.
Qubits topológicos: promesa de ordenadores cuánticos más robustos
La razón por la que el hallazgo de los modos cero de Majorana genera tanta expectación es su potencial para construir qubits topológicos, una arquitectura de computación cuántica diseñada para proteger la información de forma intrínseca frente a ciertos tipos de errores. En un contexto en el que los qubits actuales son extremadamente delicados y difíciles de escalar, cualquier vía que aporte estabilidad tiene mucho peso.
Los estados de Majorana podrían permitir que la información cuántica se codificara de forma no local, distribuida en el propio sistema físico de un modo que la hace menos sensible a perturbaciones locales. Esto abre la puerta, al menos sobre el papel, a ordenadores cuánticos altamente robustos, capaces de realizar cálculos complejos con tasas de error más manejables que las de las tecnologías que hoy se están probando a gran escala.
Aun así, los investigadores implicados en este trabajo recuerdan que hay un trecho entre identificar señales compatibles con estados de Majorana y demostrar que se dispone realmente de una plataforma funcional de computación cuántica topológica. La “prueba del algodón” será llegar a realizar operaciones lógicas completas con estos estados y comprobar que el comportamiento observado responde a lo que predice la teoría topológica.
Mientras esa demostración definitiva llega, propuestas como la geometría full-shell contribuyen a afinar las herramientas de diagnóstico. Reducir el ruido de fondo experimental y minimizar las fuentes de error en la interpretación de los datos es un paso imprescindible para ir construyendo sobre una base sólida, sin dejarse llevar por anuncios prematuros.
Primeros usos industriales en España: logística más eficiente gracias a lo cuántico
En paralelo a estos avances más teóricos, empiezan a aparecer en España casos de uso industriales que recurren a la computación cuántica combinada con algoritmos clásicos e inteligencia artificial. Un ejemplo significativo es el proyecto impulsado por Telefónica y Würth España para optimizar la logística en el centro logístico de Agoncillo (La Rioja), donde se ha probado un sistema de optimización del empaquetado de pedidos.
La iniciativa, desarrollada junto al centro tecnológico TECNALIA y la startup QCentroid a través de su plataforma QuantumOps, se presenta como uno de los primeros casos de uso de computación cuántica aplicada a la industria dentro del Centro de Tecnología y Talento de Tecnologías Cuánticas Javier Echenique de Telefónica en Bilbao. Este espacio se ha concebido como un punto de referencia europeo para explorar aplicaciones prácticas de la cuántica en combinación con otras tecnologías digitales.
El piloto se ha centrado en mejorar la distribución de productos en cajas con la ayuda de algoritmos cuánticos e inteligencia artificial, lo que permite reducir el número y el tamaño de los paquetes por pedido. Aunque pueda sonar como un ajuste menor, las cifras obtenidas son relevantes: el empaquetado se ha optimizado en un 14% de más de 6.000 pedidos analizados, con una reducción aproximada del 3% en el número de cajas utilizadas.
Esa mejora logística se traduce a su vez en una disminución de alrededor de un 7% del volumen transportado en camión y en un ahorro superior al 6% en consumo de cartón. Para una compañía con un volumen elevado de envíos, recortar tanto la cantidad de embalaje como el espacio ocupado en los vehículos supone un impacto directo en costes y en huella ambiental, lo que ayuda a aterrizar el discurso sobre los beneficios de la computación cuántica en algo tangible.
Más allá de las cifras concretas, este proyecto ilustra la estrategia de desplegar soluciones híbridas, donde la computación cuántica actúa como un complemento a la computación clásica, aprovechando lo mejor de ambos mundos. En la práctica, se trata de plantear ciertos subproblemas de optimización a hardware cuántico o a simuladores cuánticos y combinar sus resultados con técnicas avanzadas de IA que ya se aplican hoy en la industria.
Europa se consolida como polo cuántico global
El contexto en el que se enmarcan tanto el trabajo del ICMM-CSIC como el piloto de Telefónica y Würth es una competencia internacional creciente por liderar la nueva ola tecnológica. Estados Unidos y China llevan años desplegando estrategias nacionales ambiciosas, pero la Unión Europea se ha posicionado como el principal contrapeso global, con programas específicos y una red de empresas y centros de investigación cada vez más nutrida.
Según datos recientes del European Centre for International Political Economy (ECIPE), las inversiones anunciadas en computación cuántica en todo el mundo superan ya los 40.000 millones de dólares. China encabeza la clasificación con unos 18.000 millones, mayoritariamente fondos públicos; la UE ocupa la segunda posición con cerca de 12.000 millones, también en su mayoría de origen público; y Estados Unidos se sitúa en tercer lugar con algo más de 10.000 millones, aunque con un peso muy notable del capital privado.
En lo que se refiere al tejido empresarial, la Unión Europea lidera en número de compañías dedicadas a la cuántica, con unas 66 empresas especializadas que cubren desde el desarrollo de hardware hasta el software y los servicios. Entre ellas destacan nombres como la francesa Pasqal, la finlandesa IQM Quantum Computers, la alemana planqc o las españolas Multiverse Computing (con sede en el País Vasco) y Qilimanjaro Quantum Tech (en Cataluña), que contribuyen a situar al continente como actor relevante más allá de los grandes gigantes estadounidenses y chinos.
Pese a esa fortaleza en número de empresas, la UE aglutina solo alrededor de un 12% de la inversión privada mundial en cuántica, frente al 44% que atraen las compañías estadounidenses, donde operan gigantes como IBM Quantum, Google Quantum AI, IonQ, PsiQuantum, Amazon Braket o la división Azure Quantum de Microsoft. Esta diferencia sugiere que uno de los retos europeos pasa por movilizar más capital privado que acompañe la fuerte apuesta pública ya en marcha.
En el ámbito académico, el peso europeo también es significativo. Sumados, los países de la UE concentran alrededor del 22% de la producción científica en computación cuántica, con Alemania como motor principal y el apoyo de otros socios como Italia, Francia o España, cuyo papel empieza a considerarse emergente. Estados Unidos y China se mantienen, no obstante, como los dos polos con mayor volumen de investigación, con un fuerte componente estratégico también en comunicaciones y sensores cuánticos.
En este escenario, España ha ido ganando visibilidad con varios polos regionales que cubren distintas partes de la cadena de valor. Asturias, por ejemplo, se ha consolidado como uno de los cinco ecosistemas cuánticos emergentes del país, combinando desarrollo de hardware en el Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) con capacidades de simulación avanzada gracias a la colaboración entre el CTIC Centro Tecnológico y la Universidad de Oviedo bajo la alianza Quantum Asturias.
Un ecosistema en ebullición que mezcla ciencia básica y aplicaciones reales
El despliegue de proyectos como el de Telefónica y Würth, la publicación de trabajos teóricos de alto impacto como el del ICMM-CSIC sobre nanocables full-shell y el crecimiento del tejido empresarial europeo muestran que la computación cuántica en España y Europa se está moviendo en varias direcciones a la vez. Por un lado, se avanza en la comprensión profunda de los fenómenos físicos que deben sustentar los futuros qubits; por otro, se exploran usos concretos que empiezan a dejar huella en sectores como la logística.
El reto ahora es mantener este impulso sin perder de vista que se trata de una carrera a largo plazo, en la que será clave seguir invirtiendo en investigación básica, reforzar la colaboración entre centros públicos y empresas, y facilitar que los hallazgos teóricos se traduzcan en prototipos y, con el tiempo, en productos comerciales. La combinación de financiación pública, capital privado y talento científico e ingenieril marcará en buena medida quién logre convertir las promesas cuánticas en una realidad cotidiana.
Si algo dejan claro los últimos movimientos es que Europa y España no quieren quedarse en la grada observando la pugna entre Washington y Pekín. Desde los laboratorios donde se diseñan nanocables capaces de diferenciar estados de Majorana de sus imitadores hasta los almacenes donde se recortan cajas y kilómetros de transporte gracias a algoritmos híbridos, la región está encontrando su propio camino para situarse en la vanguardia de una tecnología que, con calma pero sin pausa, aspira a transformar la forma en que calculamos, nos comunicamos y resolvemos problemas complejos.
