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Computación atómica: Escalado cuántico con 1.225 átomos neutros

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Informática Atom
Las 21 mejores empresas de computación cuántica - Artículo #3 de 21

⚛️ Computación atómica: Escala cuántica con 1.225 átomos neutros

Desde pinzas ópticas y qubits de espín nuclear hasta 24 qubits lógicos entrelazados con Microsoft: la plataforma de átomos neutros de Atom Computing desafía al duopolio superconductor y acelera la carrera hacia la computación cuántica tolerante a fallos.

1,225
Qubits físicos en el sistema AC1000 (totalmente conectados)
24
Entangled Logical Qubits (grabación con Microsoft, noviembre de 2024)
Decenas de segundos
Tiempo de coherencia (Nuclear-Spin Encoding)
10× por Gen
Trayectoria de ampliación de Qubit (objetivo de la hoja de ruta)

⚡ TL;DR - Por qué es importante la computación Atom en 2025

  • Líder de la escala: Sistema AC1000 de 1.225 qubits entregado en 2025: el mayor ordenador cuántico de átomo neutro disponible comercialmente.
  • Asociación con Microsoft: Anuncio en noviembre de 2024: 24 qubits lógicos entrelazados (récord), integración de Azure Quantum, despliegue comercial a partir de 2025.
  • DARPA QBI Fase B: Seleccionada en noviembre de 2025 junto con IBM, Google e IonQ para una financiación de más de $15M para explorar la computación cuántica a escala de servicios públicos.
  • Ventaja del átomo neutro: Coherencia larga (decenas de segundos), medición en mitad del circuito con restablecimiento inmediato, escalado directo 10× por generación.
  • Logical Qubit Breakthrough: Demostración de una arquitectura de 64 qubits lógicos, 24 enredados, algoritmo de 28 qubits lógicos y viabilidad de la corrección de errores.
  • Despliegues globales: Fundación EIFO/Novo Nordisk (Dinamarca), Universidad de Colorado Anschutz (sanidad), NREL (red energética), Microsoft Azure Quantum (nube).
  • Foso tecnológico: Pinzas ópticas + cavidades ópticas permiten un rápido escalado sin crecimiento físico de la huella/potencia. Computación cuántica sostenible.

🌌 Introducción: La revolución de los átomos neutros

Desde hace años, qubits superconductores han dominado el panorama de la computación cuántica: los chips modulares de IBM, los hitos en corrección de errores de Google y los avances en fabricación de Rigetti. Pero a finales de 2025, una arquitectura diferente está ganando terreno rápidamente: computación cuántica de átomos neutros.

Informática Atom, una startup con sede en Berkeley fundada en 2018 por el Dr. Ben Bloom y el Dr. Jonathan King, ha surgido como líder en este espacio. Su gran avance: 1.225 qubits totalmente conectados en el sistema AC1000, gracias a unas pinzas ópticas que atrapan átomos individuales de estroncio e iterbio en matrices 2D/3D programables.

"La computación Atom se ha convertido recientemente en uno de los principales contendientes en la carrera hacia la computación cuántica tolerante a fallos debido a su capacidad directa para escalar a los niveles de rendimiento necesarios para operar a nivel FTQC". - Informe sobre informática atómica 2025

¿Qué diferencia a los átomos neutros?

  • Escalabilidad: Atom Computing ha multiplicado por 10 los qubits de la generación 1 (100 qubits) a la 2 (1.225 qubits). La hoja de ruta apunta a otro 10× por generación: más de 12.000 qubits para la Gen 3.
  • Coherencia larga: Los qubits de espín nuclear preservan la información cuántica para decenas de segundos (frente a los 100-200 μs de los qubits superconductores), lo que reduce los errores y simplifica su corrección.
  • Conectividad total: Los conjuntos de pinzas ópticas permiten interacciones qubit a qubit, a diferencia de las topologías de rejilla fija de los sistemas superconductores.
  • Sostenibilidad: A medida que se amplían los sistemas, la huella física y el consumo de energía permanecen relativamente constantes, sin necesidad de refrigeradores de dilución masivos ni actualizaciones de las instalaciones.

En noviembre de 2024, Atom Computing se asoció con Microsoft entregar 24 qubits lógicos entrelazados-la cifra más alta registrada en ese momento. Este sistema se comercializará a través de Azure Quantum en 2025, marcando un hito importante en la transición de los qubits físicos a los qubits lógicos tolerantes a fallos.

En noviembre de 2025, DARPA seleccionó a Atom Computing para la fase B de su Quantum Benchmarking Initiative (QBI), concediendo hasta $15 millones para acelerar la tecnología de átomos neutros hacia aplicaciones a escala de servicios públicos.

Este artículo analiza cómo funciona la tecnología de Atom Computing, por qué los átomos neutros desafían al duopolio de los superconductores y cuál es la hoja de ruta para 2025-2030 de este competidor en alza de la computación cuántica.

Ordenadores cuánticos de átomo neutro - Concepto de funcionamiento | QuEra Computing (3:16)

🔬 Parte 1: Cómo funciona la computación cuántica de átomos neutros.

1.1 La física: Pinzas ópticas y estados de Rydberg

Pinzas ópticas son la base de la plataforma de Atom Computing. Se trata de rayos láser muy concentrados que crean "trampas" capaces de retener átomos neutros individuales.

Cómo funciona:

  1. Enfoque láser: Un rayo láser atraviesa la lente del objetivo de un microscopio, creando un punto de luz muy concentrado.
  2. Interacción luz-átomo: A la longitud de onda adecuada, el gradiente de intensidad crea una fuerza de atracción que atrae a los átomos hacia el punto focal.
  3. Conjunto de pinzas: Manipulando el rayo láser (con deflectores acústico-ópticos o moduladores espaciales de luz), se pueden crear simultáneamente cientos o miles de pinzas ópticas en configuraciones 2D o 3D programables.

¿Por qué átomos alcalinotérreos (estroncio, iterbio)?

Atom Computing utiliza estroncio-87 (Sr-87) y iterbio-171 (Yb-171) porque estos átomos alcalinotérreos tienen propiedades únicas:

  • Giro nuclear: El qubit está codificado en el espín del núcleo del átomo (en el sentido de las agujas del reloj o en sentido contrario). Esta elección es poco habitual en computación cuántica y aporta dos grandes ventajas:
    • Insensibilidad al ruido: El núcleo está protegido del ruido electromagnético externo, lo que permite tiempos de coherencia muy largos.
    • No hay descomposición espontánea: A diferencia de los estados electrónicos, los qubits de espín nuclear no decaen a estados de menor energía, lo que supone una memoria teórica infinita si se controla el ruido.
  • Caja de herramientas ópticas: Los átomos alcalinotérreos admiten técnicas ópticas avanzadas (transiciones de dos fotones, láseres de ancho de línea estrecho) que permiten un control y una medición precisos.

🔹 Tecnología clave #2: Interacciones Rydberg para puertas de dos qubits.

Para realizar operaciones cuánticas entre qubits, Atom Computing utiliza Estados de Rydberg-estados muy energizados en los que los electrones del átomo orbitan lejos del núcleo.

Proceso:

  1. Excitación: Un pulso láser excita un átomo desde su estado básico al estado Rydberg.
  2. Interacción: En el estado Rydberg, la nube de electrones del átomo es tan grande que "se extiende" e interactúa fuertemente con los átomos cercanos (incluso a distancias micrométricas).
  3. Enredo: Esta interacción crea un entrelazamiento cuántico entre los qubits, lo que permite crear puertas de dos qubits (por ejemplo, control-NOT, control-Z).
  4. Regreso al estado de reposo: Tras la operación de puerta, los átomos vuelven a su estado básico, preservando la información cuántica en el espín nuclear.

Ventaja: Las puertas mediadas por Rydberg pueden realizarse entre cualquier par de qubits en la matriz seleccionando qué átomos excitar, logrando una conectividad total sin cableado físico.

1.2 El sistema AC1000 por dentro: Del horno al ordenador

La plataforma de segunda generación de Atom Computing (AC1000) utiliza un diseño de cámara de vacío múltiple:

🔹 Cámara 1: Fuente de átomos y refrigeración.

  1. Horno: Se calienta una muestra sólida de metal alcalinotérreo (estroncio o iterbio), creando una corriente caliente de átomos.
  2. Refrigeración por láser: Una combinación de láseres y campos magnéticos enfría y ralentiza rápidamente los átomos hasta casi el cero absoluto, llevándolos casi a una parada completa.
  3. Ascensor óptico: Un par de rayos láser transportan los átomos fríos de la Cámara 1 a la Cámara 2.

🔹 Cámara 2: Computación cuántica

  1. Reservoir Array: Los átomos enfriados se estacionan en un conjunto auxiliar de pinzas ópticas denominado "depósito", que puede recargarse en cualquier momento.
  2. Computing Array: Los átomos se transportan desde el depósito hasta el conjunto informático principal, que puede albergar hasta 1.225 átomos en los sistemas Gen 2.
  3. Ejecución cuántica de circuitos:
    • Puertas Single-Qubit: Pulsos láser específicos manipulan qubits individuales. Las puertas pueden ejecutarse en paralelo en varias filas, lo que aumenta la eficiencia computacional.
    • Puertas de dos qubits: La excitación Rydberg crea entrelazamiento entre pares de qubits.
    • Medición en mitad del circuito: Pueden medirse qubits específicos sin perturbar a los demás, lo que permite detectar errores en tiempo real.
  4. Lectura: Al final del circuito, una cámara detecta la fluorescencia óptica de los qubits, revelando el resultado del cálculo como un patrón de 1s y 0s.
  5. Reinicio inmediato: Los qubits se reinicializan y están listos para ejecutar otro circuito cuántico sin necesidad de recargar toda la matriz, lo que supone una gran ventaja de velocidad.

🔧 Tecnología clave #3: Cavidades ópticas para el escalado masivo

Los sistemas Gen 2 de Atom Computing introducen cavidades ópticas-estructuras resonantes que atrapan la luz y crean patrones de ondas estacionarias. Estas cavidades permiten:

  • Campos de luz escalables: En lugar de haces individuales enfocados, las cavidades ópticas crean campos de luz periódicos que pueden atrapar muchos más átomos.
  • Crecimiento de órdenes de magnitud: Los sistemas basados en cavidades admiten más de 10.000 qubits sin aumentos proporcionales de la potencia del láser ni de la complejidad óptica.
  • Obra publicada: Norcia et al., "Iterative Assembly of Yb-171 Atom Arrays with Cavity-Enhanced Optical Lattices", PRX Quantum, 2024.

Impacto: Esta innovación allana el camino para los sistemas Gen 3 dirigidos a 12.000-15.000 qubits para 2026-2027.

1.3 Pila de software: Sistemas de control y virtualización Qubit

Atom Computing desarrolla sistemas de control propios que orquestan todas las operaciones dentro de la plataforma cuántica:

  • Recopilación de pulso: Los circuitos cuánticos se compilan en secuencias de temporización precisas para láseres, imágenes, imanes y componentes electroópticos.
  • Medición en mitad del circuito: La detección de errores en tiempo real identifica qué qubits tienen errores, lo que permite la bifurcación lógica para determinar las operaciones futuras.
  • Detección de pérdida de átomos: Uno de los problemas de los átomos neutros es que a veces desaparecen (se escapan de las trampas). El sistema de control detecta la luminiscencia para comprobar si los átomos están presentes y corrige las pérdidas sin detener el cálculo.

Integración con Microsoft: El hardware de Atom Computing se integra con Microsoft Sistema de virtualización Azure Quantumque establece:

  • Virtualización Qubit: Resume los qubits físicos en qubits lógicos, optimizando la corrección de errores para el hardware de átomos neutros.
  • Flujos de trabajo híbridos: Perfecta integración con recursos HPC y AI clásicos en Azure.
  • Acceso a la nube: Los desarrolladores pueden acceder a los sistemas de Atom Computing a través de Azure Quantum sin gestionar directamente el hardware.
Quantum Computing 2025 Update - ExplainingComputers (17:05) - Presenta Atom Computing, Google Willow, IBM e innovaciones en átomos neutros.

🏆 Parte 2: Avances e hitos de 2024-2025

2.1 Récord: 24 qubits lógicos entrelazados con Microsoft (noviembre de 2024)

En noviembre de 2024, Anuncio de Microsoft y Atom Computing un gran avance: 24 qubits lógicos entrelazados-la cifra más alta registrada en ese momento.

"Al acoplar nuestros qubits de átomo neutro de última generación con el sistema de virtualización de qubits de Microsoft, ahora podemos ofrecer qubits lógicos fiables en una máquina cuántica comercial." - Ben Bloom, fundador y director general de Atom Computing

Detalles técnicos:

  • Arquitectura: 20 qubits lógicos creados a partir de 80 qubits físicos (relación de codificación 4:1).
  • Algoritmo: Ejecutado con éxito el Algoritmo Bernstein-Vaziranique demuestra la superposición y la interferencia cuánticas. Aunque se trata de un algoritmo de prueba de concepto, valida que los qubits lógicos pueden realizar cálculos con fidelidad superior a la física.
  • Corrección de la pérdida de átomos: El sistema detectó repetidamente cuándo desaparecían los átomos neutros y corrigió las pérdidas sin interrupción del cómputo-una primicia en computación cuántica.
  • Supresión de errores: El rendimiento de los qubits lógicos mejoró con respecto al de los qubits físicos, lo que confirma que la corrección de errores funciona según lo previsto.

Por qué es importante:

  • Viabilidad comercial: Los qubits lógicos son la base de la informática cuántica tolerante a fallos. Esta demostración demuestra que los átomos neutros están listos para las primeras aplicaciones comerciales.
  • Asociación con Microsoft: La integración de Azure Quantum proporciona acceso a la nube, haciendo accesible la tecnología de Atom Computing a investigadores y empresas de todo el mundo.
  • Posicionamiento competitivo: En el momento del anuncio, superaba a competidores como Quantinuum (12 qubits lógicos con Microsoft en septiembre de 2024).

2.2 Sistema AC1000: 1.225 Qubits disponibles comercialmente (2025)

El sistema de segunda generación de Atom Computing, AC1000La tecnología de la energía nuclear, que entró en fase de despliegue comercial en 2025:

Especificación AC1000 (Gen 2) Sistema de primera generación
Qubits físicos 1.225 (totalmente conectado) ~100
Tipo de Qubit Espín nuclear (Yb-171, Sr-87) Nuclear-spin
Tiempo de coherencia Decenas de segundos Decenas de segundos
Relleno de matrices >99% (casi perfecto) ~95%
Medición en mitad del circuito Sí, con reinicio inmediato
Qubits lógicos Demostración de la arquitectura de 64 qubits lógicos; más de 50 ofertas comerciales N/A
Acceso a la nube Microsoft Azure Quantum Limitado
Disponibilidad in situ Sí (despliegue en 2025) No

Innovaciones clave en AC1000:

  • Cavidades ópticas: Las redes ópticas mejoradas por cavidades permiten la carga y manipulación escalable de átomos (Norcia et al., PRX Quantum 2024).
  • Puertas de alta fidelidad: Las puertas de dos qubits que utilizan estados Rydberg alcanzan fidelidades >99% (Muniz et al., arXiv 2024).
  • Corrección de errores en tiempo real: La medición en mitad del circuito con una latencia de microsegundos permite la corrección dinámica de errores durante el cálculo.

2.3 Selección DARPA QBI Fase B (noviembre de 2025)

En noviembre de 2025, DARPA seleccionó Atom Computing para la fase B de su Iniciativa de Evaluación Comparativa Quantum (QBI). El programa pretende determinar si es posible desarrollar un ordenador cuántico industrialmente útil -cuyo valor computacional supere su coste- para 2033.

Detalles de la fase B:

  • Financiación: Hasta $15 millones más de un año
  • Objetivo: Demostrar operaciones cuánticas a escala comercial con sistemas de átomos neutros
  • Competición: 11 empresas pasan a la fase B, entre ellas IBM, Google, IonQ, Quantinuum y QuEra (también de átomos neutros).
  • Criterios de evaluación: Rentabilidad, escalabilidad, rendimiento específico de la aplicación (no sólo recuento bruto de qubits)
"Atom Computing ha demostrado operaciones cuánticas a escala de servicios públicos y atraído la atención de DARPA. El programa QBI acelerará nuestra hoja de ruta hacia sistemas tolerantes a fallos". - Comunicado de prensa de Atom Computing, noviembre de 2025

Por qué DARPA eligió Atom Computing:

  • Escalabilidad: El crecimiento de 10 qubits por generación no tiene parangón entre las plataformas de la competencia
  • Progreso lógico de Qubit: 24 qubits lógicos entrelazados y la ejecución de un algoritmo de 28 qubits lógicos demuestran la preparación para la corrección de errores
  • Sostenibilidad: Los sistemas de átomos neutros se amplían sin necesidad de ocupar grandes espacios físicos ni aumentar el consumo de energía.

2.4 Implantaciones mundiales: Dinamarca, Sanidad, Energía

Los sistemas Atom Computing se están implantando en todo el mundo para aplicaciones comerciales y de investigación:

🔹 QuNorth: Asociación con Dinamarca (julio de 2025)

  • Socios: EIFO (Foro Interdisciplinario Europeo) y Fundación Novo Nordisk
  • Sistema: "Despliegue del ordenador cuántico más potente del mundo: AC1000 con más de 1.225 qubits
  • Ubicación: Primer sistema cuántico de nivel 2 (resistente) de la región nórdica
  • Aplicaciones: Descubrimiento de fármacos, ciencia de los materiales, optimización de la atención sanitaria

🔹 Universidad de Colorado Anschutz: Aplicaciones en el ámbito de la salud.

  • Enfoque: Informática cuántica para la atención sanitaria: diagnóstico, medicina personalizada, modelización de interacciones farmacológicas
  • Anuncio de asociación: 2024
  • Objetivo: Explorar algoritmos cuánticos capaces de manejar conjuntos de datos biológicos complejos

🔹 NREL (Laboratorio Nacional de Energías Renovables): Red de Energía

  • Enfoque: Ordenadores cuánticos interconectados con equipos de redes eléctricas
  • Anuncio: 2023 (asociación temprana)
  • Aplicaciones: Optimización de redes, integración de energías renovables, respuesta a catástrofes

💡 AI Prompt: Comparar Qubits de átomo neutro y superconductores

Prompt: "Cree una tabla comparativa detallada entre la computación cuántica de átomos neutros (como Atom Computing) y la computación cuántica superconductora (como IBM Quantum) que incluya: tiempo de coherencia, fidelidad de puerta, escalabilidad, conectividad, temperatura de funcionamiento, huella física y preparación para la corrección de errores. Incluye pros y contras de cada enfoque".

⚔️ Parte 3: La computación atómica frente al campo cuántico

3.1 Competidores de átomos neutros: QuEra, Pasqal, Infleqtion

Atom Computing no está sola en el espacio de los átomos neutros. Varios competidores están desarrollando tecnologías similares:

Empresa Ubicación Qubits (2025) Diferenciador clave
Informática Atom EE.UU. (Berkeley, CA) 1,225 Qubits de espín nuclear; colaboración con Microsoft; 24 qubits lógicos; DARPA QBI Fase B
QuEra Informática Estados Unidos (Boston, MA) 256 (Aquila en Amazon Braket) Acceso público a la nube; simulación cuántica analógica; spinout de Harvard; DARPA QBI Fase B
Pasqal Francia (París) 100-200 (varios sistemas) Centrado en Europa; despliegues in situ; asociación con Aramco (sistema Dhahran de 200 qubits).
Infleqtion Estados Unidos (Boulder, CO) ~100 (centrado en la detección) Detección y navegación cuánticas; relojes atómicos; aperturas de RF; doble enfoque (computación + detección).

Ventajas de la computación atómica:

  • Qubit Count Leadership: 1.225 qubits superan con creces a QuEra (256) y Pasqal (200)
  • Progreso lógico de Qubit: 24 qubits lógicos entrelazados es el más alto demostrado en sistemas de átomos neutros
  • Asociación con Microsoft: La integración de Azure Quantum proporciona acceso a la nube de nivel empresarial y virtualización de qubits
  • Nuclear-Spin Encoding: Enfoque único con tiempos de coherencia superiores a los de la codificación en estado electrónico

3.2 El duopolio superconductor: IBM y Google

El mayor reto de Atom Computing no son otras empresas emergentes de átomos neutros, sino el propio mercado. duopolio superconductor de IBM y Google.

Métrica IBM Quantum Google Quantum AI Informática Atom
Qubits físicos (2025) 1.121 (Cóndor) 105 (Sauce) 1.225 (AC1000)
Qubits lógicos Hoja de ruta para 2026 Supresión exponencial de errores (celosías de 3×3 a 7×7) 24 enredados (récord)
Tiempo de coherencia 100-200 μs 100-200 μs Decenas de segundos (100.000-200.000 μs)
Conectividad Cuadrícula fija (vecino más próximo) Cuadrícula fija (vecino más próximo) Cualquiera (pinzas ópticas)
Desafío de escalado Frigoríficos de dilución; complejidad del cableado Fabricación de chips; diafonía Carga de átomos; fidelidad de la puerta Rydberg
Temperatura de funcionamiento ~15 mK (milikelvin) ~15 mK ~1 μK (microkelvin, pero infraestructura a temperatura ambiente)
Consumo de energía Alta (varía con el número de qubits) Alta Relativamente constante (láser + vacío)
Madurez del mercado Muy alto (más de 100 sistemas desplegados) Alta (acceso externo limitado) Moderado (más de 10 sistemas desplegados)

Análisis:

  • La informática atómica gana: Tiempo de coherencia, conectividad, eficiencia energética
  • IBM/Google Win: Madurez del mercado, ecosistema (software, asociaciones), infraestructura de fabricación
  • Comodín: Carrera de qubits lógicos: los 24 qubits lógicos entrelazados de Atom Computing (noviembre de 2024) frente a las demostraciones de supresión de errores de Google (diciembre de 2025). Ambos enfoques son válidos, pero la ampliación de los qubits lógicos es el campo de batalla crítico de 2026-2027.

📊 Consenso de expertos de otoño de 2025

Según el análisis de Stanley Laman en noviembre de 2025:

"El avance más significativo en quantum ai El gran avance informático de otoño de 2025 no fue el procesador de 1.121 qubits de IBM ni la corrección de errores de Google. Fue la demostración de Atom Computing y QuEra de que los sistemas de átomos neutros podrían escalar más rápido y funcionar de forma más sostenible que los superconductores.”

3.3 Competidores de iones atrapados: IonQ, Quantinuum

Los sistemas de iones atrapados (IonQ, Quantinuum) ofrecen un tercer enfoque con máxima fidelidad de puerta (99,9%+), pero se enfrentan a problemas de escalabilidad:

  • IonQ: ~100 qubits en el sistema Aria; alta fidelidad pero escalabilidad limitada demostrada
  • Quantinuum: ~56 qubits (H2); 12 qubits lógicos con Microsoft (septiembre de 2024); gran volumen cuántico

Posición de Atom Computing:

  • Ventaja de la escalabilidad: 1.225 qubits frente a los ~100 de los iones atrapados
  • Compromiso de fidelidad: Los iones atrapados tienen una mayor fidelidad de puerta de uno o dos qubits, pero la larga coherencia de Atom Computing compensa la menor fidelidad mediante la corrección de errores.
  • Carrera Lógica Qubit: Atom Computing (24 lógicas) frente a Quantinuum (12 lógicas): ambas logradas con asociaciones de Microsoft.
Una empresa se compromete a construir ordenadores cuánticos en Colorado - FOX31 Denver (1:00) - Atom Computing's Boulder manufacturing facility

🚀 Parte 4: Hoja de ruta 2026-2030 y predicciones audaces.

4.1 Hoja de ruta de Atom Computing

Objetivos de Atom Computing Escalado de qubits 10× por generación:

Generación Año Qubits físicos Qubits lógicos (estimación) Principales hitos
Génesis 1 2021-2023 ~100 N/A Prueba de concepto; medición en mitad del circuito
Gen 2 (AC1000) 2024-2025 1,225 24 enredados; 50+ comerciales Colaboración con Microsoft; DARPA QBI Fase B; implantación comercial
Gen 3 2026-2027 12,000-15,000 100-200 Escalado de cavidades ópticas; aplicaciones a gran escala
Gen 4 2028-2029 100,000+ 1,000+ Informática cuántica tolerante a fallos; ventaja cuántica comercial
Gen 5 2030+ 1,000,000+ 10,000+ Ordenadores cuánticos a gran escala con corrección de errores; aplicaciones transformadoras

Supuestos clave:

  • Escala 10×: Gracias a la tecnología de cavidades ópticas y a las mejoras iterativas en la carga y manipulación de átomos.
  • Sobrecarga de corrección de errores: Supone ~10-100 qubits físicos por qubit lógico (varía según el código de corrección de errores y las mejoras de fidelidad)
  • Mantenimiento de la coherencia: La codificación del espín nuclear preserva la coherencia a largo plazo a medida que se amplían los sistemas

4.2 Predicciones audaces para la computación atómica (2026-2030)

2026:

  • 100 Qubits lógicos: La oferta de Azure Quantum se amplía a más de 100 qubits lógicos, lo que permite las primeras aplicaciones de química y ciencia de materiales.
  • Pilotos de Fortune 500: Entre 5 y 10 empresas de la lista Fortune 500 (farmacéuticas, energéticas, financieras) implantan sistemas Atom Computing in situ o a través de la nube.
  • DARPA QBI Fase C: Atom Computing avanza a la fase C (fase final) junto con otras 3-5 empresas, consiguiendo financiación adicional de más de $50M.

2027:

  • Lanzamiento Gen 3: Disponible comercialmente un sistema de 12.000 qubits. Atom Computing supera a IBM y Google en número de qubits brutos.
  • Primera molécula de diseño cuántico: Una empresa farmacéutica anuncia un fármaco candidato descubierto con la plataforma de Atom Computing, que entrará en ensayos clínicos entre 3 y 5 años antes que los métodos clásicos.
  • OPV o adquisición importante: Atom Computing sale a bolsa con una valoración de $5-10B o es adquirida por Microsoft, Amazon o Intel.

2028:

  • 1.000 Qubits lógicos: La computación cuántica tolerante a fallos se hace viable para cargas de trabajo de optimización y simulación. Atom Computing acapara más del 20% del mercado de la computación cuántica comercial.
  • Plataforma híbrida Quantum-AI: La integración con las GPU NVIDIA y Azure AI crea una plataforma híbrida cuántica-clásica para cargas de trabajo AI empresariales.

2029-2030:

  • Ventaja cuántica en la ciencia de los materiales: Los sistemas de Atom Computing resuelven problemas de descubrimiento de materiales (diseño de baterías, superconductores) imposibles para los ordenadores clásicos.
  • Más de 100.000 sistemas Qubit: Sistemas Gen 4 desplegados en laboratorios nacionales, grandes empresas tecnológicas e instituciones de investigación de todo el mundo.
  • Despliegue de la red energética: La colaboración con el NREL permite implantar en EE.UU. y la UE sistemas de gestión de la red optimizados cuánticamente que mejoran la integración de las energías renovables en 30%.

🔮 Predicción contraria: Neutral-Atom "Takeover" en 2028

Tesis: En 2028, los sistemas de átomos neutros (Atom Computing, QuEra, Pasqal) superarán colectivamente a los sistemas superconductores (IBM, Google, Rigetti) en capacidad de qubits lógicos desplegada.

Justificación:

  • Escalabilidad: Trayectoria de escalado 10× frente a 2-3× para superconductores
  • Sostenibilidad: Los átomos neutros no necesitan refrigeradores de dilución masiva, por lo que son más fáciles de instalar in situ.
  • Coherencia larga: Reduce la sobrecarga de la corrección de errores, lo que permite aumentar la relación entre qubits lógicos y físicos.
  • Respaldo de Microsoft: Azure Quantum da prioridad a Atom Computing, lo que supone una ventaja para la distribución empresarial

Riesgo: Las plataformas superconductoras pueden lograr avances en la fabricación o la corrección de errores que mantengan su ventaja. Pero los átomos neutros tienen impulso.

💡 AI Prompt: Atom Computing SWOT Analysis

Prompt: "Realice un análisis DAFO exhaustivo de Atom Computing en el mercado de la informática cuántica. Considere: Fortalezas (tecnología, asociaciones, equipo), Debilidades (madurez del mercado, brechas en el ecosistema), Oportunidades (hoja de ruta de escalado, aplicaciones comerciales, fusiones y adquisiciones) y Amenazas (competencia IBM/Google, retos de financiación, riesgos técnicos). Incluye recomendaciones prácticas para 2026-2027".

💼 Parte 5: Aplicaciones y casos de uso en el mundo real

5.1 Descubrimiento de fármacos y asistencia sanitaria

Asociación Anschutz de la Universidad de Colorado:

  • Objetivo: Computación cuántica para medicina personalizada, modelización de interacciones farmacológicas, genómica
  • Desafío: Los ordenadores clásicos tienen dificultades con los conjuntos de datos biológicos de alta dimensión (plegamiento de proteínas, interacciones fármaco-objetivo)
  • Ventaja informática de Atom: La larga coherencia permite circuitos cuánticos profundos para la simulación molecular; 1.225 qubits permiten sistemas moleculares más grandes

Fundación Novo Nordisk (Dinamarca):

  • Enfoque: Descubrimiento de fármacos contra la diabetes, la obesidad y las enfermedades crónicas
  • Sistema: AC1000 con 1.225 qubits desplegado en las instalaciones de QuNorth
  • Impacto previsto: Reducir los plazos de descubrimiento de fármacos en 2-3 años; identificar nuevas dianas terapéuticas.

5.2 Ciencia y química de los materiales

Simulaciones de química cuántica:

  • Aplicación: Simulación de reacciones químicas a nivel cuántico: esencial para el diseño de baterías, el desarrollo de catalizadores y los superconductores.
  • Limitación clásica: Crecimiento exponencial de la complejidad a medida que aumenta el tamaño molecular
  • Enfoque de computación atómica: Los algoritmos VQE (Variational Quantum Eigensolver) mapean los hamiltonianos moleculares en matrices de qubits.

Ejemplo: Pilas de litio-aire

  • Desafío: Las simulaciones clásicas no pueden modelizar con precisión las reacciones de reducción del oxígeno en las pilas de litio-aire
  • Solución Cuántica: El sistema de Atom Computing puede simular vías de reacción y predecir los materiales óptimos para los catalizadores.
  • Impacto: Baterías de nueva generación con una densidad energética 10 veces superior a las de ión-litio

5.3 Optimización de la red energética

Asociación NREL:

  • Enfoque: Ordenadores cuánticos interconectados con equipos de redes eléctricas
  • Desafío: Equilibrar la oferta y la demanda a través de fuentes de energía renovables distribuidas (solar, eólica) exige resolver complejos problemas de optimización en tiempo real
  • Solución informática Atom: El algoritmo cuántico de optimización aproximada (QAOA) puede hallar configuraciones de malla casi óptimas más rápido que los métodos clásicos

Caso práctico: Respuesta ante catástrofes

  • Escenario: El huracán derriba líneas de transmisión; el sistema cuántico reconfigura rápidamente la red para minimizar los cortes
  • Tiempo clásico: De horas a días
  • Tiempo Cuántico: De minutos a horas

5.4 Finanzas y optimización

Optimización de carteras:

  • Problema: Optimización de la asignación de carteras entre miles de activos con restricciones complejas (tolerancia al riesgo, exposición sectorial, liquidez).
  • Ventaja cuántica: Velocidad cuadrática respecto a la optimización clásica; explora exponencialmente más combinaciones de carteras.

Modelización de riesgos:

  • Aplicación: Simulaciones Monte Carlo para el cálculo del valor en riesgo (VaR)
  • Ventaja informática de Atom: Los algoritmos de Monte Carlo cuántico reducen el número de escenarios de millones a miles manteniendo la precisión
Los 15 principales avances en computación cuántica - AI al descubierto (11:47) - Incluye computación atómica, átomos neutros e hitos para 2025.

⚠️ Parte 6: Retos, riesgos y preguntas abiertas

6.1 Retos técnicos

1. Pérdida de átomos (átomos que desaparecen)

  • Problema: Los átomos neutros a veces se escapan de las pinzas ópticas durante el cálculo
  • Solución actual: El sistema de virtualización de qubits de Microsoft detecta pérdidas y las corrige sin detener el cálculo
  • Reto pendiente: Los índices de pérdida deben disminuir a medida que el tamaño del sistema aumenta a más de 10.000 qubits

2. Fidelidad de la puerta de Rydberg

  • Estado: Las puertas de dos qubits que utilizan interacciones Rydberg logran una fidelidad >99%, pero por debajo de los niveles de iones atrapados (99,9%+)
  • Impacto: Requiere más qubits físicos por qubit lógico para la corrección de errores
  • Camino a seguir: Mejor control del láser, mejor conformación del pulso, menor diafonía

3. Escalado de cavidades ópticas

  • Desafío: Mantenimiento de campos luminosos uniformes a través de más de 10.000 átomos en cavidades ópticas
  • Estado: Demostrado hasta 1.225 átomos; Gen 3 probará más de 10.000 a escala
  • Riesgo: Las no uniformidades podrían causar variaciones de rendimiento entre qubits

6.2 Riesgos del mercado y de la competencia

1. Dominio de los superconductores

  • Riesgo: IBM y Google cuentan con ecosistemas maduros (Qiskit, Cirq), amplias comunidades de desarrolladores e infraestructura de fabricación.
  • Mitigación: La asociación con Microsoft proporciona el ecosistema Azure Quantum; se centra en la diferenciación a través de una larga coherencia y escalabilidad

2. Retos de financiación en 2026

  • Contexto: La financiación cuántica privada se contrae a medida que se alargan los plazos y se desvanece la expectación.
  • Ventaja informática de Atom: La financiación DARPA QBI ($15M Fase B, potencialmente $50M+ Fase C) y la asociación con Microsoft reducen la dependencia de la financiación de capital riesgo.
  • Camino a seguir: Salida a bolsa o adquisición estratégica por Microsoft/Amazon/Intel antes de que se agrave el invierno de la financiación

3. Brecha en la preparación de las aplicaciones

  • Desafío: La mayoría de las aplicaciones requieren más de 1.000 qubits lógicos, que no llegarán hasta 2028-2029
  • Estrategia a corto plazo: Centrarse en los primeros mercados (descubrimiento de fármacos, ciencia de materiales) en los que 50-200 qubits lógicos aportan valor.

6.3 Preguntas abiertas

  • ¿Puede el escalado 10× continuar más allá de Gen 3? Las cavidades ópticas permiten la tercera generación (12.000 qubits), pero la cuarta (más de 100.000) puede requerir nuevas innovaciones.
  • ¿Adquirirá Microsoft Atom Computing? Asociación profunda + integración Azure + éxito qubit lógico hacen que la adquisición sea lógica para 2026-2027.
  • ¿Pueden los átomos neutros igualar la fidelidad de la puerta superconductora? La diferencia actual (99% frente a 99,5%+) se está reduciendo, pero sigue siendo un reto.
  • ¿Qué ocurre si DARPA deja de financiar el QBI? La fase B es de un año ($15M). La financiación de la fase C no está garantizada; Atom Computing debe demostrar su rentabilidad.

🎯 Conclusión: El camino de la computación atómica hacia el liderazgo cuántico

Atom Computing se encuentra en una coyuntura crítica en la carrera de la computación cuántica. Con 1.225 qubits, 24 qubits lógicos entrelazadosy un Asociación con MicrosoftLa empresa ha demostrado que los sistemas de átomos neutros no son meras curiosidades académicas, sino plataformas comercialmente viables que desafían al duopolio superconductor.

Principales conclusiones:

  • Diferenciación tecnológica: Qubits de espín nuclear + pinzas ópticas + cavidades ópticas permiten escalar 10× por generación con un crecimiento mínimo de huella/energía.
  • Liderazgo Lógico Qubit: 24 qubits lógicos entrelazados (noviembre de 2024) y la ejecución de un algoritmo de 28 qubits lógicos demuestran la preparación para la corrección de errores.
  • Posicionamiento estratégico: La integración de Microsoft Azure Quantum proporciona distribución empresarial; la financiación DARPA QBI Fase B valida la tecnología; los despliegues globales (Dinamarca, Colorado) demuestran la demanda comercial.
  • Credibilidad de la hoja de ruta: La multiplicación por 10 del Gen 1 (100 qubits) al Gen 2 (1.225 qubits) valida la hoja de ruta; el Gen 3 (12.000 qubits) está previsto para 2026-2027.
  • Momento del mercado: Los sistemas de átomos neutros (Atom Computing + QuEra + Pasqal) representan colectivamente un serio desafío al dominio de IBM y Google.

2026-2027 Catalizadores a seguir:

  1. 100 Qubits lógicos: Ampliación de la oferta de Azure Quantum: activará los programas piloto de Fortune 500
  2. DARPA QBI Fase C: Fase final de selección (3-5 empresas) con financiación superior a $50M - validación crítica
  3. Lanzamiento Gen 3: Sistema de 12.000 qubits: ¿superará Atom Computing el número de qubits de IBM?
  4. ¿Adquisición de Microsoft? Integración profunda + éxito del qubit lógico hacen que la adquisición sea cada vez más probable
  5. Primer fármaco de diseño cuántico: Novo Nordisk y la Universidad de Colorado colaboran para desarrollar una molécula en fase clínica

Veredicto final: Atom Computing es la contrincante más creíble al dominio de la computación cuántica superconductora. Aunque IBM y Google tienen ventajas en el ecosistema, la tecnología de Atom Computing ofrece una escalabilidad, coherencia y sostenibilidad superiores. El periodo 2026-2030 determinará si los átomos neutros pueden traducir estas ventajas en liderazgo de mercado o si los sistemas superconductores mantienen su ventaja como pioneros.

La revolución cuántica se acelera y Atom Computing se posiciona como uno de los principales actores. La carrera hacia los más de 10.000 qubits lógicos -y las aplicaciones transformadoras que permiten- está en marcha.

💡 AI Prompt: Tesis de Inversión en Computación Atómica

Prompt: "Escriba una tesis de inversión de 5 páginas para Atom Computing que cubra: foso tecnológico (átomos neutros frente a superconductores), oportunidad de mercado (TAM/SAM/SOM para computación cuántica 2026-2035), posicionamiento competitivo (frente a IBM, Google, IonQ), proyecciones financieras (ingresos, márgenes, necesidades de capital), escenarios de salida (modelo de valoración de OPV, candidatos a adquisiciones estratégicas) y riesgos clave. Incluye análisis de empresas comparables con IonQ, Rigetti y D-Wave".

Fuentes y referencias

  1. Informe sobre informática atómica 2025: "Computación cuántica altamente escalable con átomos neutros". Enlace PDF
  2. Microsoft y Atom Computing: "Récord de 24 qubits lógicos entrelazados" (noviembre de 2024) - Blog Azure
  3. TechCrunch: "Microsoft y Atom Computing lanzarán un ordenador cuántico comercial en 2025" (noviembre de 2024) - Enlace
  4. Anuncio DARPA QBI Fase B: "Atom Computing, seleccionada para la iniciativa Quantum Benchmarking" (noviembre de 2025). Sitio web de DARPA
  5. Norcia et al., PRX Quantum 2024: "Ensamblaje iterativo de matrices de átomos de Yb-171 con celosías ópticas mejoradas por cavidad" - Enlace
  6. Reichardt et al., arXiv 2024: "Computación lógica demostrada con un procesador cuántico de átomo neutro" - arXiv
  7. Muniz et al., arXiv 2024: "Puertas universales de alta fidelidad en el quubit de espín nuclear de estado básico Yb-171" - arXiv
  8. Fundación EIFO/Novo Nordisk: "QuNorth: El ordenador cuántico más potente del mundo" (julio de 2025) - Enlace
  9. Universidad de Colorado Anschutz: "Se crea una asociación para explorar la computación cuántica en la sanidad" (2024) - ... Enlace
  10. NREL: "Los ordenadores cuánticos ya pueden interactuar con los equipos de la red eléctrica" (2023) -. Enlace
  11. Análisis de Stanley Laman: "Por qué los sistemas Atom neutros podrían acabar con el duopolio IBM-Google" (noviembre de 2025). Enlace
  12. Página web de Atom Computing: Tecnología, noticias y recursos - atom-computing.com

Las 21 mejores empresas de computación cuántica Serie de Inmersión Profunda

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Próximamente: IonQ, Rigetti, Xanadu, PsiQuantum, Quantinuum y 13 más

2025 Quantum Computing Deep Dive Series | Última actualización: Diciembre 2025 | Próxima actualización: Q1 2026

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