Google informó que su procesador cuántico Willow redujo unas 40 veces los errores al generar estados mágicos, un avance para la computación cuántica confiable.
El desarrollo busca facilitar máquinas capaces de ejecutar cálculos complejos y, a largo plazo, podría influir en la seguridad de Bitcoin, cuyas firmas digitales serían vulnerables ante equipos cuánticos suficientemente potentes.
Los estados mágicos son recursos cuánticos especiales que permiten realizar operaciones como la puerta T, necesaria para ejecutar algoritmos capaces de tolerar fallos durante los cálculos y mantener resultados fiables en problemas de mayor escala.
Su producción requiere numerosas operaciones y mecanismos de corrección de errores; por eso, algunas estimaciones calculan que puede absorber hasta el 95% de los cúbits de una computadora cuántica grande.
Además, cada estado mágico se consume al utilizarse, mientras investigadores de Google desarrollaron teóricamente en 2024 un método que busca generar estados de mayor calidad con menos recursos para futuras operaciones.
El experimento se realizó en Willow, que incorpora 105 cúbits físicos, y alcanzó una fidelidad lógica del 99,99% usando alrededor de 54 cúbits físicos para el cultivo de estados mágicos durante la prueba.
Sin embargo, solamente se retuvo el 8% de los intentos de cultivo, una proporción que muestra que mejorar la tasa de éxito sigue siendo una tarea pendiente para aplicar el método a mayor escala.
El cultivo comienza al introducir un estado cuántico ruidoso en una zona reducida del procesador, donde mediciones coordinadas permiten reconocer y descartar los resultados defectuosos durante cada intento de generación de estados.
Cuando el proceso funciona, se obtiene un estado más fiable que puede trasladarse después a una estructura de corrección de errores más amplia para proteger los datos durante cálculos posteriores en problemas de mayor complejidad.
El equipo logró además que dos sistemas distintos de protección cuántica "hablen" entre sí, trasladando información desde una representación inicial hasta otra diseñada para resistir mejor los fallos del procesamiento en una misma secuencia experimental.
Durante el experimento, los cambios de temperatura y los desajustes graduales de los equipos eléctricos podían afectar las mediciones; para reducir esos errores, los investigadores incorporaron controles adicionales durante las pruebas.
El equipo también diseñó un método de evaluación que aprovecha el propio cultivo para comprobar la calidad de los estados generados, integrando la verificación en el proceso experimental en lugar de separarla por completo durante las pruebas.
El desarrollo importa también para Bitcoin y otras criptomonedas, porque una computadora cuántica suficientemente potente podría amenazar las firmas digitales que permiten autenticar transacciones y controlar activos dentro de las redes y del ecosistema cripto.
El algoritmo de Shor podría calcular claves privadas a partir de claves públicas, mientras Grover ofrecería una aceleración cuadrática frente a funciones como SHA-256, utilizada en la minería de Bitcoin.
Las estimaciones recientes sitúan entre 1.200 y 1.450 los cúbits lógicos necesarios para comprometer la criptografía de curva elíptica de Bitcoin, un objetivo que requeriría cientos de miles de cúbits físicos en determinadas arquitecturas.
Willow todavía está lejos de disponer de los recursos necesarios para ejecutar un ataque práctico, por lo que el avance no significa que Bitcoin enfrente una vulnerabilidad inmediata por este experimento, al menos por ahora.
Google aún deberá demostrar que el cultivo mantiene su eficacia a mayor escala, pero una reducción de recursos podría acelerar la necesidad de desarrollar sistemas criptográficos capaces de resistir futuras máquinas cuánticas ante nuevas amenazas.