La carrera internacional por desarrollar computadoras cuánticas útiles continúa avanzando y Japón ocupa un lugar destacado en esta investigación. Universidades, centros de investigación y empresas japonesas trabajan desde hace años en diferentes tecnologías de qubits, incluidos los qubits superconductores, una de las plataformas más desarrolladas para construir procesadores cuánticos.
Sin embargo, existe una afirmación que merece ser aclarada antes de presentarla como un hecho: no se encuentra evidencia científica fiable que respalde que laboratorios japoneses hayan conseguido mantener la coherencia de qubits superconductores durante tres minutos.
La cifra de tres minutos parece surgir de una mezcla de resultados diferentes dentro de la investigación cuántica. En realidad, los tiempos de coherencia de los qubits superconductores convencionales se encuentran normalmente en escalas mucho menores —microsegundos o cientos de microsegundos—, aunque los investigadores han conseguido incrementarlos considerablemente mediante nuevos materiales, diseños de dispositivos, técnicas de control y protección frente al ruido.
Un ejemplo reciente muestra la magnitud real de estos avances: un trabajo publicado en Nature Communications en 2025 informó de un qubit transmon superconductor con un tiempo de relajación energética T1 de 425 microsegundos y un tiempo de desfasaje mediante eco T2 de 541 microsegundos, resultados que los autores situaron entre los mejores registrados para este tipo de qubit.
Por eso, más que hablar de un supuesto récord japonés de tres minutos, el contexto correcto es el de una carrera científica para conseguir qubits superconductores con tiempos de coherencia cada vez mayores y, sobre todo, suficientemente fiables para realizar operaciones cuánticas antes de que el ruido destruya la información.
¿Qué significa que un qubit mantenga la coherencia?
Para entender la importancia de estos avances hay que comenzar por el concepto de coherencia cuántica.
Los computadores tradicionales trabajan con bits que pueden representar un 0 o un 1. Un qubit, en cambio, puede encontrarse en una combinación cuántica de ambos estados. Esta propiedad, conocida como superposición, permite construir algoritmos que aprovechan fenómenos de la mecánica cuántica.
El problema es que un qubit es extremadamente sensible a su entorno.
Interacciones con campos electromagnéticos, vibraciones, fluctuaciones de temperatura, defectos microscópicos en los materiales o incluso imperfecciones de los circuitos pueden provocar que el sistema pierda progresivamente la información cuántica que estaba almacenando.
Ese fenómeno recibe el nombre de decoherencia.
El tiempo durante el cual el qubit puede conservar sus propiedades cuánticas antes de que estos efectos lo degraden se describe mediante parámetros como T1 y T2.
T1 está relacionado principalmente con el tiempo de relajación energética del qubit, mientras que T2 describe la pérdida de coherencia de fase. Ambos son fundamentales para determinar cuánto margen tienen los investigadores para controlar un qubit y ejecutar operaciones sobre él.
¿Por qué son importantes los qubits superconductores?
Los qubits superconductores son una de las principales alternativas utilizadas actualmente para construir procesadores cuánticos.
Se fabrican mediante circuitos eléctricos superconductores que incorporan elementos conocidos como uniones de Josephson. En determinadas condiciones, estos circuitos pueden comportarse como sistemas cuánticos controlables.
Una de sus grandes ventajas es que pueden fabricarse utilizando técnicas relacionadas con la industria de semiconductores y circuitos integrados. Esto ofrece una posible vía para aumentar progresivamente el número de qubits de un procesador.
Pero existe un inconveniente fundamental: necesitan funcionar a temperaturas extremadamente bajas.
Los sistemas superconductores suelen colocarse dentro de refrigeradores de dilución, capaces de alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto. Por ejemplo, las arquitecturas superconductoras utilizadas en investigación pueden funcionar alrededor de los 10 milikelvin, es decir, apenas unas centésimas de grado por encima del cero absoluto.
En esas condiciones, los materiales pueden presentar las propiedades necesarias para que los circuitos superconductores funcionen como qubits.
Japón lleva años trabajando en esta tecnología
La investigación japonesa en qubits superconductores no es reciente.
Uno de los protagonistas más importantes es RIKEN, que cuenta con el RIKEN Center for Quantum Computing y con grupos especializados en hardware, control cuántico y nuevas arquitecturas.
El investigador Yasunobu Nakamura, vinculado a RIKEN y a la Universidad de Tokio, fue uno de los científicos que participaron en la demostración de la manipulación coherente de un qubit superconductor a finales de la década de 1990. Desde entonces, la tecnología ha experimentado una evolución considerable. RIKEN señala que los tiempos de coherencia de los qubits superconductores han mejorado en casi seis órdenes de magnitud desde las primeras demostraciones.
Además, RIKEN ha investigado métodos para reducir la decoherencia sin sacrificar la velocidad de control. En uno de sus trabajos, un equipo desarrolló un filtro cuántico superconductor destinado a disminuir una de las fuentes de decoherencia asociadas con las líneas utilizadas para controlar los qubits.
Esto muestra que el desafío no consiste simplemente en conseguir que un qubit «dure más», sino en encontrar un equilibrio entre duración, velocidad, fidelidad y capacidad de integración.
El verdadero desafío: hacer operaciones antes de perder la información
Un tiempo de coherencia largo es importante, pero por sí solo no convierte a un sistema en una computadora cuántica útil.
Los qubits deben realizar operaciones durante ese intervalo.
Por ejemplo, si un qubit conserva su estado durante cierto tiempo pero las operaciones necesarias para manipularlo son demasiado lentas o imprecisas, el beneficio de una mayor coherencia puede reducirse considerablemente.
Por esta razón, los investigadores buscan mejorar simultáneamente varias características:
- Mayor tiempo de coherencia.
- Mayor fidelidad de las puertas cuánticas.
- Lecturas más precisas del estado del qubit.
- Menor sensibilidad al ruido.
- Mayor estabilidad entre diferentes qubits.
- Capacidad de integrar muchos qubits en un mismo procesador.
- Corrección de errores cuánticos.
El objetivo final es conseguir que los errores puedan detectarse y corregirse continuamente sin destruir la información cuántica.
¿De dónde podría venir entonces la cifra de tres minutos?
La cifra de tres minutos resulta problemática porque existen diferentes resultados en física cuántica que utilizan escalas temporales de minutos, pero corresponden a sistemas distintos o a fenómenos diferentes.
Por ejemplo, se han conseguido tiempos de coherencia de varios minutos en determinados sistemas de iones atrapados, que no son qubits superconductores. Un trabajo publicado en 2017 informó de una memoria cuántica individual basada en un ion de iterbio con una coherencia superior a 10 minutos, utilizando técnicas de desacoplamiento dinámico para reducir los efectos del ruido.
También existen investigaciones con otros tipos de qubits y sistemas cuánticos que alcanzan escalas temporales mucho mayores que las habituales en los qubits superconductores.
Esto es importante porque «qubit» no significa necesariamente «qubit superconductor». Existen diferentes plataformas, cada una con ventajas y problemas distintos.
La situación japonesa es más compleja que un simple récord
Japón tampoco está apostando exclusivamente por los qubits superconductores.
En RIKEN se investigan otras plataformas, entre ellas sistemas basados en electrones atrapados sobre superficies ultralimpias. El propio centro señala que estos sistemas podrían ofrecer tiempos de coherencia largos debido a la ausencia de defectos e impurezas en el entorno donde se encuentran los electrones.
En otra línea de investigación presentada por RIKEN se estudiaron electrones individuales sobre neón sólido como plataforma de qubits. En ese trabajo se alcanzaron tiempos de relajación y coherencia del orden de 0,1 milisegundos, comparables con qubits superconductores de última generación en determinados aspectos.
Esto demuestra que la investigación japonesa está explorando diferentes caminos para solucionar uno de los principales obstáculos de la computación cuántica: conseguir sistemas que mantengan información cuántica de manera suficientemente estable.
Los avances en materiales son fundamentales
Una parte importante de esta carrera científica ocurre lejos de los procesadores completos y se concentra en los materiales utilizados para fabricar los qubits.
Pequeñas imperfecciones en una superficie pueden generar fuentes de ruido que afectan a la coherencia. Por eso, los investigadores trabajan en técnicas de fabricación cada vez más precisas y en materiales con menores pérdidas electromagnéticas.
El estudio publicado en Nature Communications en 2025 es un buen ejemplo. Los investigadores utilizaron una arquitectura transmon fabricada sobre un sustrato de silicio con niobio y analizaron detalladamente los procesos de fabricación y las condiciones necesarias para conseguir una elevada coherencia. Uno de los cuatro qubits estudiados alcanzó los 425 microsegundos de T1 y 541 microsegundos de T2 mediante eco.
Aunque 541 microsegundos está muy lejos de tres minutos, representa un resultado importante porque muestra cuánto se ha conseguido mejorar el rendimiento de los qubits superconductores y lo difícil que continúa siendo aumentar aún más estos tiempos.
¿Por qué tres minutos serían un resultado extraordinario?
Tres minutos equivalen a 180 segundos.
Si se comparan con 541 microsegundos, la diferencia es enorme: tres minutos representan aproximadamente 332.700 veces más tiempo.
Esto permite dimensionar la afirmación.
No sería una mejora pequeña sobre los resultados actuales de los qubits superconductores, sino un salto gigantesco que requeriría una evidencia experimental extraordinariamente sólida.
Además, mantener la coherencia durante un período prolongado no significa necesariamente que el qubit pueda estar realizando operaciones útiles durante todo ese tiempo. Una demostración de este tipo tendría que especificar exactamente qué estado cuántico se conservó, bajo qué protocolo de medición, qué técnicas de desacoplamiento se utilizaron y si el qubit podía seguir siendo controlado durante el intervalo.
El objetivo final es la corrección de errores
El interés de aumentar la coherencia no está únicamente en conseguir un récord científico.
El gran objetivo de la industria y la investigación cuántica es construir qubits lógicos capaces de resistir errores.
Un computador cuántico práctico necesitará ejecutar grandes cantidades de operaciones. Incluso si cada operación individual tiene una probabilidad muy pequeña de fallar, los errores pueden acumularse rápidamente cuando aumenta la duración de un cálculo.
La corrección de errores cuánticos busca solucionar este problema utilizando varios qubits físicos para crear un qubit lógico protegido.
Esto implica que los investigadores necesitan hardware con una combinación de:
qubits suficientemente estables + operaciones de alta fidelidad + mediciones precisas + arquitectura escalable.
Por eso, aumentar el tiempo de coherencia continúa siendo una de las piezas fundamentales del rompecabezas.
Japón también está construyendo procesadores superconductores a mayor escala
El desarrollo de mejores qubits se complementa con el aumento del número de qubits.
Japón ha desarrollado procesadores superconductores de decenas de qubits y ha trabajado en arquitecturas que permitan aumentar esa cantidad en el futuro.
En 2023, RIKEN y sus colaboradores presentaron un computador cuántico superconductor de 64 qubits, acompañado de un servicio de acceso mediante la nube. El sistema utilizaba un circuito integrado superconductor y debía mantenerse a temperaturas cercanas a los 10 milikelvin.
La fotografía utilizada para esta nota muestra precisamente el tipo de infraestructura necesaria: un gran refrigerador de dilución, cableado especializado y electrónica de control alrededor de un dispositivo que debe funcionar a temperaturas extremadamente bajas.
Más recientemente, la Universidad de Osaka también ha mostrado sistemas de computación cuántica superconductora desarrollados en Japón, reflejando el esfuerzo del país por construir una cadena tecnológica nacional alrededor de esta tecnología.
No se trata todavía de una computadora cuántica de uso cotidiano
Otro aspecto importante es evitar la exageración.
Aunque los avances en qubits son significativos, las computadoras cuánticas actuales todavía no sustituyen a los computadores tradicionales.
Su potencial está relacionado con problemas específicos en los que los algoritmos cuánticos pueden ofrecer ventajas. Entre las áreas que se investigan se encuentran la simulación de moléculas y materiales, optimización, química computacional, criptografía, aprendizaje automático y determinados problemas matemáticos.
Sin embargo, para alcanzar aplicaciones de gran escala todavía deben superarse importantes obstáculos relacionados con el número de qubits, la corrección de errores, la estabilidad, el control y la fabricación.
Una carrera tecnológica que va mucho más allá de Japón
Japón forma parte de una competencia científica internacional en la que participan universidades, gobiernos y compañías de Estados Unidos, Europa, China y otros países.
Los qubits superconductores son solamente una de las plataformas existentes. También se investigan iones atrapados, átomos neutros, fotones, espines en semiconductores y diferentes tipos de qubits protegidos.
Cada tecnología intenta resolver el mismo problema desde un punto de vista diferente: cómo almacenar y manipular información cuántica sin que el entorno la destruya antes de completar el cálculo.
En ese contexto, un aumento de los tiempos de coherencia puede ser muy importante, pero debe evaluarse junto con la fidelidad de las operaciones y la posibilidad de escalar el sistema.
Conclusión
La idea de que laboratorios japoneses hayan conseguido mantener qubits superconductores coherentes durante tres minutos resulta atractiva, pero no debe publicarse como un hecho confirmado sin una fuente científica que respalde específicamente esa afirmación.
La evidencia disponible apunta a una realidad diferente y, aun así, muy relevante: Japón posee una sólida infraestructura de investigación en computación cuántica y continúa trabajando en qubits superconductores más estables, materiales de menor pérdida, mejores sistemas de control y arquitecturas capaces de escalar a muchos qubits.
Los resultados publicados muestran que alcanzar tiempos de coherencia del orden de cientos de microsegundos ya constituye un logro importante para los transmons superconductores. El salto desde esas escalas hasta minutos sería extraordinario y requeriría una demostración experimental claramente documentada.
Por tanto, la noticia realmente importante no es un supuesto récord de tres minutos, sino la carrera científica para extender progresivamente la vida útil de los qubits y hacer que puedan ejecutar suficientes operaciones antes de que la decoherencia destruya la información.
Ese desafío es fundamental para que la computación cuántica pase de los actuales sistemas experimentales a máquinas tolerantes a fallos capaces de resolver problemas que hoy resultan inaccesibles para los computadores convencionales.
