Las empresas se apresuran a construir computadoras cuánticas. ¿Cómo saber quién va ganando? Una de las métricas más importantes se llama fidelidad.
Las computadoras cuánticas tienen que ser buenas en tres cosas:
- Puertas de un solo qubit: rotar un qubit.
- Puertas de dos qubits: entrelazar dos qubits.
- Mediciones: leer la respuesta.
Cada una tiene su propia fidelidad. Cubriremos las tres.
Fidelidad de un solo qubit
Las puertas de un solo qubit son rotaciones de un estado cuántico. La forma más simple de explicar la fidelidad de un solo qubit:
Si una computadora cuántica intenta hacer una rotación de 180°, ¿cuán cerca llega?
En la esfera de Bloch puedes imaginártelo directamente. El qubit empieza en el polo norte. Una rotación perfecta de 180° lo lleva exactamente al polo sur. Una rotación ligeramente errónea se queda un pelo corta.
Un ejemplo con trampa de iones
Vamos a lo concreto. En una computadora cuántica de trampa de iones, las puertas se realizan disparando un láser contra un qubit-electrón durante un breve período, llamado pulso.
Cuando el láser se enciende, el estado cuántico empieza a rotar. Cuando el láser se apaga, la rotación se detiene.
Tres factores deciden dónde termina el estado:
- La potencia del láser determina cuán rápido rota.
- La duración del pulso determina cuánto rota.
- La frecuencia del láser determina el eje de rotación. Cuanto más se acerca la frecuencia a la “frecuencia de transición” del qubit, más cerca está el eje del eje X.
Para hacer una rotación perfecta de 180° en torno al eje X (una puerta X), los tres tienen que ser casi perfectos a la vez. En el hardware real, ninguno lo es.
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Toca para iniciar el láser, toca para detenerlo. ¿Cuán cerca puedes llegar a una rotación perfecta de 180°? ¿Puedes ganarle al 99,5% de IBM Hanoi?
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Cómo se mide realmente
Dos detalles extra sobre cómo se mide la fidelidad en la práctica.
La lectura. Si medimos el estado rotado en la base arriba/abajo, una rotación perfecta de 180° significa que deberíamos obtener abajo cada vez. Si la rotación no es perfecta, a veces obtenemos arriba. Así que contamos: de 10.000 disparos, ¿qué porcentaje salió abajo? Ese porcentaje es nuestra fidelidad.
Todos los ejes. Las empresas no solo prueban X. Algún hardware es bueno rotando en torno a un eje pero peor en otros. Los benchmarks de producción promedian la fidelidad sobre un amplio conjunto de rotaciones aleatorias (una técnica llamada benchmarking aleatorizado) para obtener un único número que represente la calidad general de la puerta.
Fidelidad de dos qubits
La fidelidad de dos qubits es la métrica más importante de toda la computación cuántica.
Se mide igual que la fidelidad de un solo qubit, salvo que ahora estamos probando puertas que producen entrelazamiento. Por ejemplo: partiendo de |00⟩, ¿con qué perfección puede una computadora cuántica producir el estado de Bell (|00⟩ + |11⟩)/√2? Si alguna vez leemos |01⟩ o |10⟩, la fidelidad es baja.
|+⟩|0⟩ produces a clean Bell state: the red and blue worlds split cleanly on both spheres. An imperfect one leaves residual overlap, which is exactly what shows up as 01 or 10 outcomes you weren't supposed to get.La razón por la que la fidelidad de dos qubits importa tanto: las puertas de dos qubits son históricamente pésimas. Las computadoras cuánticas modernas rondan el 99,9%, y las mejores demostraciones apenas cruzaron el 99,99% en 2025. Incluso al 99,9%, eso es un ~0,1% de probabilidad de error por puerta. Ejecuta un circuito con mil de ellas y los errores se acumulan hasta volverlo basura.
El gran pago: la corrección de errores conecta muchos qubits físicos imperfectos en un único qubit lógico robusto. Pasado un umbral de aproximadamente 99% de fidelidad física, los errores dejan de acumularse; pasan a suprimirse activamente. Google lo demostró en 2024. El truco es que la corrección de errores solo se vuelve práctica (con un sobrecoste razonable en qubits) cuando estás cómodamente dentro del rango 99,9% – 99,99%, que es donde está el hardware líder ahora mismo.
Por eso las empresas se pelean por esos últimos decimales. Oxford Ionics tenía el récord anterior con un 99,97% en 2024 y fue adquirida por IonQ en 2025; a finales de 2025, el equipo combinado se convirtió en el primero en cruzar el 99,99% de fidelidad de dos qubits.
Fidelidad de medición
Incluso después de haber rotado tus qubits a la perfección y entrelazado sin fallos, todavía tienes que leer el resultado.
La fidelidad de medición es la probabilidad de que el detector informe el resultado correcto. A veces un qubit colapsa de verdad a |1⟩ pero el detector informa |0⟩. También se llama fidelidad de lectura, o formalmente SPAM (preparación de estado y medición). Las dos suelen juntarse porque ambas contribuyen a errores en la frontera entre lo cuántico y lo clásico.
|+⟩ and measured. The perfect detector always reports the true outcome. The noisy detector flips the answer one time in four: same physical collapse, wrong readout.Los detectores superconductores modernos suelen llegar al 98–99%; las lecturas de trampas de iones y átomos neutros pueden superar el 99,9%.
Tabla de líderes de hoy
Las mejores computadoras cuánticas operativas por fidelidad publicada de dos qubits, extraídas en vivo de nuestro registro de computadoras cuánticas:
| Sistema | Proveedor | 2 qubits | 1 qubit |
|---|---|---|---|
| Helios | Quantinuum | 99.92% | 100.00% |
| Tempo | IonQ | 99.90% | 99.99% |
| 11-qubit atomic-precision processor | Silicon Quantum Computing (SQC) | 99.90% | n/d |
| Willow | Google Quantum AI | 99.88% | 99.97% |
| Sqale | Infleqtion | 99.73% | n/d |
| Orion Gamma | Pasqal | 99.70% | 99.90% |
Las cifras son las publicadas por los proveedores. Cuando benchmarks independientes no coinciden, el registro anota la discrepancia. Consulta el registro completo para fuentes y detalles por sistema.
Qué sigue
Cruzar el umbral de corrección de errores es el momento en que las computadoras cuánticas dejan de ser demos y empiezan a ser máquinas. Próximamente llegará una guía sobre corrección de errores.