Las computadoras cuánticas alcanzan un rango de conexión de 2.000 kilómetros

La promesa de una internet cuántica global acaba de dar un paso crucial. Científicos de la Universidad de Chicago han desarrollado una técnica que podría extender las conexiones entre computadoras cuánticas desde apenas unos pocos kilómetros hasta 2.000 kilómetros, una distancia equivalente a la que separa Chicago de Salt Lake City. El hallazgo, publicado el 6 de noviembre de 2025 en Nature Communications, redefine los límites físicos de las redes cuánticas y allana el camino para una nueva era de comunicación ultrasegura y ultrarrápida.

Hasta ahora, los sistemas cuánticos podían conectarse solo mediante fibras ópticas a distancias muy limitadas, insuficientes incluso para enlazar distintos campus dentro de una misma ciudad. El nuevo método desarrollado por el equipo del profesor Tian Zhong, de la Pritzker School of Molecular Engineering, multiplica por 200 ese alcance teórico.

“Por primera vez, la tecnología para construir una internet cuántica a escala global está al alcance”, afirmó Zhong, quien recibió recientemente el Premio Sturge por este trabajo pionero. Su equipo planea ahora probar conexiones reales a través de 1.000 kilómetros de cable enrollado dentro de su laboratorio, antes de dar el salto a pruebas en entornos urbanos.

La ingeniería atómica detrás del avance

La clave del descubrimiento radica en una nueva forma de fabricar cristales dopados con tierras raras, esenciales para mantener el entrelazamiento cuántico, el fenómeno por el cual dos partículas permanecen conectadas incluso a grandes distancias. En lugar del tradicional método Czochralski, que funde materiales a más de 2.000 °C, Zhong y su equipo emplearon epitaxia por haz molecular (MBE), una técnica inspirada en la impresión 3D a escala atómica.

“Empezamos de cero y ensamblamos este dispositivo átomo por átomo”, explicó Zhong. La MBE permite depositar capas delgadas de material con precisión nanométrica, creando cristales en su forma exacta sin los defectos estructurales que suelen limitar la estabilidad cuántica.

Trabajando junto al profesor Shuolong Yang, experto en síntesis de materiales, el equipo aplicó por primera vez la MBE a materiales cuánticos dopados con erbio, un elemento que interactúa eficazmente con la luz infrarroja, ideal para las telecomunicaciones. Los resultados superaron todas las expectativas: los tiempos de coherencia cuántica —la duración durante la cual un qubit mantiene su estado— aumentaron de 0,1 milisegundos a más de 10 milisegundos, y en un caso excepcional alcanzaron 24 milisegundos, lo que teóricamente permitiría conexiones de hasta 4.000 kilómetros, equivalente a la distancia de Chicago a Colombia.

El profesor Hugues de Riedmatten, del Instituto de Ciencias Fotónicas de Barcelona, calificó el enfoque como “altamente innovador y escalable”, señalando que “abre una vía práctica para producir qubits interconectados a gran escala con control sin precedentes”.

Implicaciones para la internet cuántica

El logro de la Universidad de Chicago no se limita a un avance técnico; representa un cambio de paradigma en cómo podrían diseñarse las futuras redes de comunicación. Una internet cuántica global permitiría transmitir información a través de partículas entrelazadas en lugar de señales eléctricas, haciendo las comunicaciones intrínsecamente seguras e imposibles de interceptar.

Hasta ahora, el principal obstáculo para esta red era la pérdida de coherencia: los qubits —unidades básicas de información cuántica— pierden su estado cuando interactúan con el entorno, lo que limita la distancia entre nodos. Los avances del equipo de Zhong demuestran que la estabilidad de los qubits puede multiplicarse por 200, superando la frontera que mantenía a la internet cuántica en el terreno de la teoría.

Además, los cristales desarrollados mediante MBE ofrecen una ruta escalable para la fabricación industrial, lo que podría acelerar la integración de estos materiales en las arquitecturas de comunicación de próxima generación. “Esta técnica no solo mejora la coherencia, sino que permite producir cientos de qubits conectables en red, todos con propiedades uniformes”, añadió Zhong.

El potencial comercial también es inmenso. Las grandes tecnológicas, desde IBM hasta Google Quantum AI, buscan ahora formas de interconectar sus ordenadores cuánticos distribuidos para crear una red global capaz de realizar cálculos imposibles para las máquinas clásicas. Un rango de conexión de 2.000 kilómetros acerca esa meta a una escala operativa viable.

Próximos pasos y horizonte global

El equipo de Zhong planea ahora validar el desempeño real de los cristales dopados en condiciones experimentales más cercanas al mundo real. En el laboratorio, probarán el entrelazamiento entre qubits mantenidos en refrigeradores de dilución separados, unidos por kilómetros de fibra óptica enrollada. Si las pruebas confirman la coherencia teórica, el siguiente paso será interconectar laboratorios y campus enteros, con el objetivo final de construir un prototipo de red cuántica urbana en Chicago.

A largo plazo, esta tecnología podría conectar continentes enteros mediante enlaces cuánticos, reemplazando la actual infraestructura de internet por una capa de comunicación basada en la física fundamental. Expertos de la Universidad de Stanford y del MIT han descrito este avance como “el equivalente cuántico de pasar del telégrafo al satélite”.

El sueño de una red cuántica planetaria, en la que la información viaje sin vulnerabilidades y a velocidades que desafían la comprensión actual, ya no parece ciencia ficción. Si los cálculos del equipo de Zhong se confirman, la próxima generación de internet podría cubrir 4.000 kilómetros sin perder un solo bit cuántico.