La máquina que podría cambiar el mundo se ubicará en una sala que combina un centro de datos con una fábrica de helados. En su interior habrá unos 100 armarios de acero inoxidable, cada uno de aproximadamente 1,8 metros de altura y conectado a un suministro de helio líquido que los mantiene solo unos pocos grados por encima del cero absoluto. Dentro de esos armarios habrá cientos de chips, y sobre ellos, miles de partículas de luz volando a través de un laberinto de conmutadores ópticos y divisores de haz. Cada fotón debe ser contabilizado, porque medir con precisión dónde termina ayudará a responder preguntas que a los ordenadores actuales les podría llevar millones de años resolver.
Este ordenador, tal como se ha descrito, no existe. Es el fruto del ingenio de una empresa llamada PsiQuantum, fundada en 2016 por cuatro físicos de universidades del Reino Unido. En un campo abarrotado de competidores con grandes recursos y visiones igualmente fantásticas, la empresa aspira a ser la primera en cumplir su promesa.
Desde que el físico Richard Feynman los concibió por primera vez en 1981, los ordenadores cuánticos han prometido acelerar todo, desde la investigación médica hasta la IA, aprovechando las propiedades de las partículas cuánticas. A diferencia de los bits informáticos normales, que solo pueden ser un 1 o un 0, los bits cuánticos pueden existir en múltiples estados simultáneamente. Y la combinación de suficientes de esos bits cuánticos podría producir un ordenador capaz de realizar tareas que van mucho más allá del alcance de las máquinas convencionales actuales. Pero incluso los mejores prototipos cuánticos actuales son demasiado pequeños y propensos a errores como para hacer algo útil.
Esto hace que las promesas de PsiQuantum sobre lo que sus ordenadores lograrán en última instancia sean aún más audaces. Consideremos las expectativas de la empresa para predecir los efectos de las enzimas citocromo P450, que a menudo descomponen los fármacos en el cuerpo. Si las empresas farmacéuticas supieran con mayor precisión cómo actuarían sobre una molécula en particular, podrían diseñar medicamentos más eficaces con mayor rapidez. Estimar esto para un fármaco específico puede llevar más de 10 años con los métodos actuales, afirma Philipp E st, vicepresidente de aplicaciones cuánticas de PsiQuantum, pero "nuestro objetivo es reducirlo a cuatro minutos".
En un sector plagado de tales afirmaciones, PsiQuantum ha atraído una inversión y un escrutinio inusuales por dos razones: Es una de las pocas empresas que se propone directamente construir una máquina grande y útil, y ya está trabajando con un importante fabricante de chips para construir sus sistemas utilizando fábricas de semiconductores existentes. Su visión ha ganado impulso: El año pasado, PsiQuantum recaudó mil millones de dólares en financiación e inició las obras en Chicago para una instalación que está construyendo en colaboración con gobie os locales. También tiene un segundo emplazamiento en proyecto en Australia, que promete que estará operativo —es decir, con el hardware preparado— en 2027. Y es una de las dos únicas empresas (junto con Microsoft) en alcanzar la tercera etapa de un programa intensivo de evaluación gube amental para determinar qué empresas cuánticas podrían tener éxito.
Evaluar si PsiQuantum hará lo que dice es más difícil que, por ejemplo, juzgar a una farmacéutica por los resultados de sus ensayos clínicos: Los avances en computación cuántica son incrementales, opacos y difíciles de verificar desde fuera. Pero la empresa se acerca ahora a su momento de la verdad, cuando años de trabajo a puerta cerrada y cientos de millones en inversión culminarán en un ordenador cuántico útil o se quedarán cortos. Podríamos empezar a saberlo tan pronto como el año que viene.
Un nuevo tipo de máquina
Terry Rudolph, uno de los cuatro fundadores de PsiQuantum, es de habla suave y de pelo despeinado. Nació en Malaui y descubrió, solo tras obtener su primer título en física, que era nieto del célebre físico Erwin Schrödinger. Más tarde, autoeditó un libro de 150 páginas para explicar la computación cuántica a adolescentes (mi contacto de prensa me entregó una copia firmada con un guiño que parecía decir: “No esperamos que nadie lo lea de verdad”, pero puedo asegurar que es un libro divertido y útil).
Hacia 2014, Rudolph y sus cofundadores se convencieron cada vez más de que los avances cuánticos que estaban descubriendo posibles en teoría también podrían serlo en una máquina real. Finalmente dejaron sus puestos académicos y se dividieron las tareas: Rudolph trabajó en la teoría, Mark Thompson en la ingeniería, Pete Shadbolt en el escalado de la tecnología, y Jeremy O’Brien en la articulación de la visión y la búsqueda de inversores (O’Brien fue CEO hasta febrero; ha sido reemplazado por Victor Peng, un veterano de la industria de semiconductores).
Para entender por qué el ordenador cuántico que la empresa está construyendo sería un gran avance, consideremos cuán imprecisa sigue siendo gran parte de la ciencia mode a. No podemos predecir de forma fiable, por ejemplo, qué batería de iones de litio se incendiará o con qué rapidez se corroerá un componente crítico de una aeronave.
Esto no se debe únicamente a que estos sistemas son complejos, aunque lo sean. La razón es que, en su esencia, están regidos por la mecánica cuántica. Las partículas subatómicas no tienen propiedades bien definidas —esta ubicación y aquella velocidad—, sino que ocupan estados cuánticos distribuidos entre muchas posibilidades. Y esto, a su vez, influye en una serie de comportamientos atómicos y moleculares. Schrödinger (el abuelo de Rudolph, recordemos) demostró cómo describir matemáticamente esta imprecisión hace un siglo este mismo año, pero realizar los cálculos con precisión en sistemas del mundo real se vuelve rápidamente inviable incluso para los mejores ordenadores. Los científicos abordan esta brecha utilizando aproximaciones, simulaciones imperfectas o experimentos con animales.
Pete Shadbolt, cofundador y director científico de PsiQuantum (izquierda), y la maquinaria que la empresa ha construido para fabricar su propio titanato de bario, un material con las cualidades perfectas para el enrutamiento de partículas de luz (derecha).
Feynman, David Deutsch y otros físicos en la década de 1980 se preguntaron si podríamos hacerlo mejor. Quizás tal complejidad podría modelarse utilizando un nuevo tipo de máquina. En lugar de usar transistores que solo están encendidos o apagados, esta utilizaría partículas en estados cuánticos, las manipularía para realizar cálculos y luego las mediría al final para obtener una respuesta. El uso de sistemas cuánticos para simular sistemas cuánticos permitiría por primera vez una simulación de física y química que reflejara directamente la realidad. Sería una herramienta invaluable para el diseño de nuevos fármacos, materiales o, en realidad, cualquier cosa afectada por la mecánica cuántica. Revolucionario, en otras palabras.
Los grandes avances de la humanidad en la comprensión de cómo funciona la naturaleza a menudo han resultado en la invención de nuevas y potentes herramientas, me dijo Rudolph. «No creo que sea una coincidencia que la Revolución Industrial coincidiera con nuestra capacidad para calcular y simular las leyes de la mecánica newtoniana, las leyes de la termodinámica... las leyes del electromagnetismo clásico», afirma. «Siempre que tenemos más poder para calcular, simular y comprender las cosas, construimos máquinas increíbles que surgen de ello». Él ve que algo similar se avecina con los ordenadores cuánticos.
A la caza de fotones
Uno de los misterios ha sido siempre qué cosa cuántica —iones, átomos o algo completamente nuevo diseñado con propiedades cuánticas— podría hacerse lo suficientemente estable y controlable como para usarlo como cúbit, la unidad básica en el mundo de la computación cuántica. Los sistemas cuánticos son delicados, y la observación de cualquier partícula particular provoca su colapso en un estado en lugar de una superposición de múltiples estados. Si esto ocurre durante el cálculo en lugar de al final, produce un error que debe corregirse. Demasiados de estos significan que el ordenador no produce una respuesta útil.
Así como los ingenieros en los primeros días de la aviación no estaban seguros de si las alas de los aviones serían fijas o batirían como las de un pájaro, aún no estamos seguros de cuál de estos enfoques cuánticos funcionará mejor. Google e IBM apuestan por los cúbits superconductores, circuitos superconductores hechos de aluminio u otros metales. Intel está utilizando electrones. PsiQuantum está utilizando fotones, las partículas que componen la luz.
“Los fotones tienen muchas ventajas”, dice Rudolph. Pueden mantener estados cuánticos durante mucho tiempo; de hecho, los fotones del fondo cósmico de microondas del universo pueden haberlo hecho durante miles de millones de años. Pero los fotones también se mueven rápido y se dispersan fácilmente. Más importante aún, dos fotones tienen más probabilidades de atravesarse mutuamente que de interactuar. Esto los convierte en un candidato desafiante para la computación cuántica, en la que los cúbits necesitan formas de influenciarse entre sí.
Durante un tiempo, este último defecto pareció condenar la idea de la computación cuántica con luz. Pero en 2001, investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos y de la Universidad de Queensland encontraron una laguna. Descubrieron que podían simular interacciones entre fotones enviando las partículas de luz a través de una red de divisores de haz y detectores. Su artículo lo cambió todo. PsiQuantum fue creada para hacer realidad la teoría.
El tamaño fue el primer problema; los planes anteriores habrían requerido un ordenador tan grande como Califo ia. Mercedes Gimeno-Segovia, quien fue alumna de doctorado de Rudolph a principios de la década de 2010 (después de haber estado a punto de convertirse en violinista profesional), ideó una forma para que la máquina fuera más pequeña.
El proceso básico desde entonces ha sido este: Primero, crear fotones con láseres y luego «entrelazarlos», explotando un fenómeno cuántico en el que las partículas ya no tienen estados individuales, sino que comparten uno. A continuación, dirigirlos a través de un laberinto de puertas que realizan cálculos, y finalmente leer los detalles de su estado cuántico al final, todo ello mientras se rastrean y corrigen los errores que se producen. Tener éxito en cada uno de estos pasos millones de veces no es tanto un obstáculo de ingeniería como un muro infranqueable. Y construir la cadena de suministro —como fabricar nuevos materiales con las cualidades necesarias para dirigir fotones individuales— es arduo.
Para hacerse una idea de todo ello, el año pasado me reuní con Shadbolt en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC, en Menlo Park, Califo ia. El centro ha contribuido a la obtención de varios Premios Nobel y desempeñó un papel en el descubrimiento de los quarks en 1968, componentes fundamentales de la materia que forman los protones y neutrones. Pero PsiQuantum se instaló allí esencialmente para extraer helio líquido de la gigantesca crioplanta de SLAC. Esto es lo que la empresa utiliza para enfriar sus gabinetes de computación hasta temperaturas de espacio profundo.
Actualmente, los gabinetes operan a 2 K, o -456 °F, pero el objetivo es poder hacerlos funcionar un poco más cálidos —a unos agradables -452 °F. La mayoría de los enfoques cuánticos requieren que toda la máquina sea enfriada a temperaturas superconductoras, por lo que gran parte del gasto de funcionamiento se dedicará en realidad a la refrigeración. Pero los ordenadores fotónicos solo requieren que una pieza esté tan fría: los detectores que miden fotones individuales al final del cálculo. Y la temperatura requerida puede ser un poco más alta. (PsiQuantum afirmó en mayo que destinará parte de los 100 millones de dólares de financiación de la Ley CHIPS que tiene previsto recibir a estos detectores).
El sistema de sifonado era una solución temporal; PsiQuantum ahora tiene su propio sistema de refrigeración en sus instalaciones de pruebas en Milpitas, Califo ia, y está instalando uno más grande en su centro de producción en Australia el próximo año. Estos sistemas de helio representan algunas de las mayores inversiones de capital para cualquier empresa cuántica y consumirán una parte significativa de la ronda de financiación de 1.000 millones de dólares de PsiQuantum.
Por la tarde nos dirigimos en coche a un laboratorio en San José, donde me puse un traje de sala limpia —una vestimenta que cubre de pies a cabeza y que mantiene el polvo a raya— para presenciar la fabricación de un cristal azulado llamado titanato de bario.
Es muy valorado por PsiQuantum porque encauza partículas de luz de forma rápida y fiable con muy poca entrada eléctrica, manteniendo los preciados fotones inalterados mientras se mueven por el circuito. Sin embargo, a pesar de todo el valor teórico que el titanato de bario tiene para la empresa, su estructura hace que su fabricación sea sumamente compleja, y el material no estaba disponible a escala cuando PsiQuantum inició su actividad. La empresa, en lo que Rudolph me dijo que fue una decisión agónica, optó por producirlo inte amente, lo que exigió una inversión masiva. Vi a un técnico —operando lo que parecía una olla a presión gigante— añadiendo los elementos base a varias tolvas; luego observé a través de una mirilla cómo los elementos se calentaban, vaporizaban y finalmente cristalizaban en una fina capa sobre un disco de oblea. En aquel entonces, cada disco tardaba unas 12 horas en fabricarse; la empresa afirma ahora que se producen varios cada día. Los discos se envían luego al fabricante de chips GlobalFoundries en Malta, Nueva York, donde se fabrican los chips de PsiQuantum.
La empresa ha invertido fuertemente en la fabricación de su propio titanato de bario, un material cuya delicada estructura cristalina hace que su producción resulte tediosa.
La apuesta de PsiQuantum es que toda esta cadena de suministro, por muy bizantina que pueda sonar, hará que la empresa sea más eficiente que sus competidores. Esto se debe a que, si uno se fija bien, se parece a una versión potenciada y de alta precisión de la cadena de suministro existente para los chips fotónicos de silicio, otro tipo de tecnología que transmite información con luz —y que ya se utiliza en centros de datos. Si PsiQuantum produce sus chips a gran escala, puede aprovechar herramientas e infraestructuras que ya existen.
Pero no es un hecho que un chip funcional pueda conectarse fácilmente a miles más. Por eso la empresa está realizando pruebas por fases: su sede de Milpitas ha interconectado tres gabinetes, con 250 chips en cada uno, pero el siguiente paso es escalar los sistemas y comprobar si las técnicas de corrección de errores de la empresa pueden seguir el ritmo. Una vez que el sistema de refrigeración llegue a la sede australiana a finales del próximo año, la empresa afirma que su objetivo es interconectar unos 100 gabinetes. Entonces PsiQuantum se dedicará a ejecutar los algoritmos transformadores que ha prometido.
Cabe señalar que el calendario para esto está sujeto a debate. Artículos de prensa han afirmado que 2027 es el año en que PsiQuantum aspira a que su primer ordenador cuántico a gran escala entre en funcionamiento en su sede australiana, pero la empresa insiste en que el plazo se ha malinterpretado y que solo pretende que sus instalaciones estén "operativas" a finales del próximo año. Esto significa sistemas de refrigeración instalados y listos para que se monte el hardware, pero sin promesas sobre el tamaño del ordenador que estará listo. En una industria donde los calendarios están en perpetuo cambio pero son fundamentales para juzgar a las empresas, esa distinción no es trivial.
Hacia lo desconocido
El agente exte o que quizás mejor pueda predecir si PsiQuantum tendrá éxito es el Pentágono. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU. (DARPA) —el brazo de investigación y desarrollo del Pentágono— ha estado llevando a cabo una iniciativa para determinar cuál de las jactanciosas empresas cuánticas podría realmente cumplir sus promesas. En el último año y medio, los responsables del programa han sonado más confiados. Joe Altepeter, quien dirigió el programa hasta el año pasado y se describía orgullosamente como un «escéptico cuántico», me dijo en marzo de 2025: «Ahora soy más optimista que en cualquier otro momento de los últimos 10 años». Y en un comunicado a principios de este año, su sucesor, Micah Stoutimore, afirmó que «ahora parece probable que alguien construya un ordenador cuántico a escala de utilidad para 2033», refiriéndose a una máquina que genere más valor de sus cálculos del que cuesta construir y operar.
El programa ha estado escudriñando los sistemas de PsiQuantum durante más de un año y sometiéndolos a la tercera etapa de una iniciativa de evaluación comparativa destinada a determinar si la tecnología funcionará realmente. Pero para el resto de la industria, PsiQuantum es una especie de caja negra.
“Es muy difícil para un exte o evaluar”, afirma Scott Aaronson, científico informático teórico de la Universidad de Texas en Austin, quien gestiona un popular blog que a menudo cubre el sector. Otras empresas, como Google y Quantinuum, han publicado regularmente resultados a lo largo de los años demostrando chips y sistemas con mejoras incrementales, sentando públicamente las bases de ingeniería necesarias para construir finalmente grandes máquinas.
PsiQuantum, en cambio, se ha centrado directamente en un objetivo comercial —un ordenador con un millón de qubits, que es la escala que los investigadores esperan que permita avanzar en investigaciones actualmente no posibles con ordenadores normales. PsiQuantum a menudo se diferencia por este objetivo a escala industrial, pero IBM, que presentó una hoja de ruta de desarrollo en 2020, ha estado construyendo progresivamente sistemas cada vez más grandes. Inicialmente fijó 2028 como objetivo para un sistema a gran escala y con corrección de errores, un plazo que ahora parece haberse pospuesto hasta 2030.
Haciéndolo útil
Más allá de construir la máquina en sí, un enfoque principal para PsiQuantum es lograr que el resto del mundo desarrolle un plan sobre cómo usarla. PsiQuantum ha anunciado asociaciones con clientes como el gigante de defensa Lockheed Martin, que tiene la intención de usarla para el diseño de materiales; el fabricante de automóviles Mercedes, que la quiere para el diseño de baterías; y el fabricante aeroespacial Airbus.
Que estas empresas no tengan un ordenador con el que experimentar no es un problema, según E st de PsiQuantum. «Probablemente salga una PlayStation 6 de Sony el año que viene o el siguiente, y la gente ya está programando esos juegos ahora mismo», dice. «Esto es, en principio, muy similar.» (Es una analogía superficial, pero no del todo vacía; los algoritmos cuánticos para resolver un problema de investigación pueden descifrarse incluso si aún no hay hardware para ejecutarlos).
La idea es que expertos en información cuántica tanto de PsiQuantum como de sus clientes podrán traducir problemas de diseño —por ejemplo, los requisitos para una batería en un vehículo eléctrico de Mercedes— en algoritmos que el ordenador podría resolver. La compañía ofrece un paquete de software llamado Construct, que las empresas pueden utilizar para diseñar sus propios algoritmos que algún día podrían ejecutarse en el ordenador.
El futuro de la computación cuántica depende de estos algoritmos. Los ordenadores cuánticos se presentan a menudo como una aceleración para todo, pero en realidad, son adecuados para un subconjunto de problemas, y responder a una pregunta con este tipo de máquina requiere que la pregunta se formule con tipos de algoritmos muy específicos. Hay personas que dedican toda su carrera a trabajar en estos algoritmos, incluso si los ordenadores para ejecutarlos aún no existen. En su esencia, utilizan las reglas de la mecánica cuántica para manipular probabilidades de formas en que los ordenadores convencionales no pueden.
El ejemplo más famoso, y una de las razones por las que el gobie o está tan interesado en los ordenadores cuánticos, es el algoritmo de Shor. Fue desarrollado en 1994 por el científico informático teórico Peter Shor y podría quebrar eficazmente muchas formas de cifrado utilizadas en línea, desde números de tarjetas de crédito hasta inteligencia militar. Lo que mantiene el mundo unido, por ahora, es que nadie tiene un ordenador para ejecutar el algoritmo (y los expertos en seguridad están ya lanzando nuevos métodos de cifrado que podrían resistir ataques de un ordenador cuántico). PsiQuantum está investigando cuánto tiempo podrían tardar sus sistemas en ejecutar el algoritmo de Shor.
Los chips de PsiQuantum se fabrican en GlobalFoundries en Malta, Nueva York, y se prueban en la sede de la compañía en Califo ia. Tanto PsiQuantum como GlobalFoundries han recibido financiación federal de la Ley CHIPS.
La empresa también publicó un artículo en diciembre en colaboración con Airbus, buscando esencialmente ver si un nuevo algoritmo desarrollado por los autores podría superar a un ordenador clásico en la modelización de la dinámica de fluidos, como la turbulencia alrededor de un ala de avión. Andrew Childs, un experto en simulación cuántica, me dijo que PsiQuantum solo logró un aumento de velocidad moderado en comparación con lo que pueden hacer los ordenadores actuales. «Es poco probable que mejoras de velocidad como estas tengan un impacto práctico significativo hasta que tengamos ordenadores cuánticos a muy gran escala», afirmó en un correo electrónico. (Cuando le pregunté a E st, este estuvo de acuerdo en que la mejora fue modesta.)
Algunos de los algoritmos en los que PsiQuantum está trabajando no se espera que sean perfeccionados ni siquiera utilizados en las primeras aplicaciones de su ordenador. En cambio, sus tareas iniciales podrían estar más en la línea de lo que Feynman imaginó ya en 1981: simulando las partículas más pequeñas de nuestro mundo.
La investigación más significativa de la compañía en este ámbito se centra en el modelado de la química cuántica. Tomemos como ejemplo las enzimas P450. Según PsiQuantum, comprender con mayor precisión cómo operan permitiría un desarrollo y pruebas de fármacos más rápidos.
El año pasado, PsiQuantum publicó métodos para realizar este tipo de cálculos químicos en un ordenador cuántico, junto con otro artículo que demostraba un algoritmo capaz de simular la colisión de dos moléculas y estimar la probabilidad de diferentes resultados femtosegundo a femtosegundo (hay mil billones de femtosegundos en un segundo). Es una cantidad de detalle notable que no es posible actualmente con la tecnología actual, y permitiría a los investigadores de fármacos y materiales simular nuevas interacciones químicas.
Dominic Berry, quien desarrolló algunas de las técnicas centrales utilizadas en el artículo sobre la colisión pero no está involucrado en PsiQuantum, afirma que la compañía ha logrado mejoras impresionantes, pero para realizar las simulaciones que más interesan a los científicos sería necesario que el algoritmo fuera aún más rápido y que el ordenador inicial de PsiQuantum tuviera menos errores de los esperados actualmente.
Hasta que los ordenadores de PsiQuantum estén operativos, los avances que estos artículos de investigación anticipan permanecen en el ámbito de la teoría. Es un espacio en el que Rudolph se desenvuelve con mucha soltura. Me dijo que Alan Turing creó la teoría de la computación clásica con lápiz y papel, imaginando cómo los unos y los ceros se representarían en la máquina, y cómo, con el enfoque correcto de la lógica, se podría calcular casi cualquier cosa.
“Pero no hay forma de que, a mano, con lápiz y papel, Turing fuera a producir —Minecraft y Facebook—”, dice. Eso requirió más de 70 años de experimentación (durante los cuales, afortunadamente, creamos cosas más útiles que Minecraft y Facebook).
A pesar de todo el tiempo que Rudolph dedica a concebir lo que los ordenadores cuánticos podrían hacer, en otras palabras, las personas que trabajan en esos problemas siguen limitadas al lápiz y el papel por ahora: “Hasta que no tienes la máquina real en tus manos, no tienes la oportunidad de explorar realmente su potencial.”