La computación cuántica sigue siendo potencial. A pesar del dinero que se gasta en el desarrollo de hardware y del tiempo y el esfuerzo que se dedican al desarrollo de algoritmos cuánticos, aún no hemos visto que el sector despegue de forma significativa.

Altman Solon predice que los ingresos totales del mercado de la computación cuántica alcanzarán los 2.500 millones de dólares en 2025, repartidos entre servicios de hardware y software, y ligeramente a favor de los primeros. Para 2030, la empresa de estrategia de telecomunicaciones predice que el mercado podría alcanzar los 8.000 millones de dólares, repartidos casi a partes iguales entre los dos mercados. Para 2035, la empresa cree que la computación cuántica podría alcanzar los 34.300 millones de dólares, de los que aproximadamente dos tercios se gastarían en hardware.

Hasta la fecha, IBM afirma haber obtenido un total de 1.000 millones de dólares en ingresos relacionados con la computación cuántica. Los proveedores cuánticos que cotizan en bolsa, como IonQ y Rigetti, suelen registrar ingresos trimestrales de un solo dígito frente a pérdidas periódicas de decenas de millones.

Aunque es mucho más barato que comprar un sistema dedicado -por el que los precios iniciales de un sistema de pocos qubits pueden alcanzar fácilmente el millón de dólares o más-, alquilar tiempo en una QPU a través de un servicio en la nube también puede ser bastante caro. El servicio Braket de Amazon cobra unos 30 céntimos por tarea para acceder a una QPU de uno de sus socios, con tarifas de reserva por hora que oscilan entre 2.500 y 7.000 dólares, dependiendo del proveedor y del tipo de QPU que se reserve. El acceso durante un año al servicio Leap Cloud de D-Wave a través de AWS Marketplace tiene un precio de unos 70.000 dólares. El nivel de pago por uso de IQM para su propia nube Resonance comienza en 30 céntimos por segundo.

Durante la visita de DCD a su centro de datos alemán que alberga sistemas cuánticos en Ehningen, a las afueras de Stuttgart, IBM declaró que un solo sistema había ejecutado unos 100.000 trabajos en los últimos 90 días, y la empresa afirmó que la demanda de cuántica "está definitivamente ahí".

"Todavía está en modo batch", afirma David Faller, Vicepresidente de Desarrollo de IBM y Director General de Investigación y Desarrollo de IBM Alemania. "En parte por la complejidad de los temas en los que se está trabajando"

Señala que muchas grandes organizaciones siguen haciendo computación por lotes para determinadas tareas, y las QPU encajarán inicialmente en ese esquema, antes de acelerar potencialmente las cosas de forma inmensa.

"Muchas grandes organizaciones hacen cosas como la planificación de rutas para su flota una vez a la semana. Puede llevar mucho tiempo si se trata de un problema de viajante de comercio lo bastante complejo, incluso en un gran superordenador. No es tiempo real. Vemos indicios de que la computación cuántica puede ser mucho más rápida y llegar a un punto en el que también se puedan incluir trabajos de computación cuántica en operaciones en tiempo real"

Sin embargo, el interés está ahí. Una reciente encuesta mundial realizada por SAS entre 500 líderes empresariales de distintos sectores reveló que más del 60% de los encuestados indicaron que están invirtiendo activamente o explorando oportunidades en IA cuántica.

Empresas de los sectores de la sanidad, las ciencias de la vida, la fabricación, el comercio minorista, la administración pública y la banca de China, Francia, México, Reino Unido y Estados Unidos se mostraron interesadas en esta tecnología. El coste, la falta de conocimientos y la incertidumbre sobre los casos prácticos de uso en el mundo real se citaron como obstáculos, así como la escasez de personal cualificado y la falta de orientación normativa.

La lista de empresas interesadas en la cuántica es impresionante. El gobierno de Estados Unidos, EDF, Boeing, Lockheed Martin, CERN, Credit Mutual, HSBC, Mitsubishi Chemical y Mitsubishi Estate, los fabricantes de automóviles Mercedes-Benz y Volkswagen, ExxonMobil, Bosch, Deloitte, NTT Docomo, Pattison Food Group, la empresa de software Datev, son clientes empresariales citados como clientes de algunas de las mayores empresas cuánticas.

"Bosch investiga nuevos materiales para la tecnología de baterías", explica Faller. "No es sólo algo teórico. Tienen un objetivo empresarial claro. Credit Mutual; tienen en mente objetivos empresariales claros para sus mercados financieros"

Puede que tengan objetivos empresariales, pero en estos días previos a las ventajas cuánticas, la mayor parte del trabajo de estas empresas con ordenadores cuánticos ha consistido en desarrollar pruebas de concepto y realizar pequeños pilotos para probar y demostrar teorías que podrían ser útiles en máquinas más potentes en el futuro.

Para que estos pronósticos de mercado se hagan realidad, las empresas cuánticas tendrán que construir sistemas que ofrezcan una "utilidad cuántica" superior a la del hardware de silicio tradicional, y los clientes tendrán que desarrollar los algoritmos y casos de uso que los aprovechen, aprender a integrarlos en las arquitecturas informáticas existentes y a alojarlos en centros de datos.

La visión del cliente cuántico on-premise - LRZ

Durante nuestra estancia en Alemania, también visitamos el Centro de Supercomputación Leibniz (LRZ) de Múnich, que cuenta con una máquina IQM operativa e integrada en uno de sus superordenadores, un caso poco frecuente de sistema cuántico colocado en un espacio en blanco con hardware informático tradicional no relacionado.

El LRZ, que forma parte de la Academia Bávara de Ciencias y Humanidades (BADW), es el proveedor de servicios informáticos de las universidades e instituciones científicas de Múnich y el estado de Baviera. Fundado en 1962, el actual centro de datos se inauguró en 2006; actualmente ofrece hasta 10 MW en 10.000 m², a los que se sumarán otros 5 MW en 2026. Otro edificio, diseñado para albergar la infraestructura de alimentación y refrigeración, así como una nueva subestación dedicada, elevarán el centro de LRZ a 40 MW a partir de 2028. Dieter A. Kranzlmüller, presidente de LRZ, mostró las instalaciones a DCD.

El consorcio Q-Exa, formado por IQM, Eviden y HQS Quantum Simulation, puso en marcha el ordenador cuántico en el LRZ en junio de 2024. El sistema, el primer despliegue cuántico híbrido de Alemania, está integrado en el superordenador SuperMUC-NG.

El sistema IQM de 20 qubits se encuentra en la planta de la sala de datos, cerca de otros clústeres de GPU y HPC que el LRZ alberga para sí mismo y para organizaciones asociadas. Sin embargo, el superordenador en el que se integra la QPU se encuentra en la planta superior.

"Queríamos hacerlo en un entorno de producción informatizado. Aquí no hay físicos experimentales", añade Kranzlmüller. "Queríamos entender qué significa tener uno. Con las medidas de seguridad, ¿qué significa que IQM tenga que entrar aquí, con qué frecuencia tiene que hacerlo? IQM también tiene que saber qué hacer cuando tiene que entrar para mantenimiento"

Por raro que sea ver un ordenador cuántico, más raro aún es verlo alojado en el mismo espacio que equipos informáticos "clásicos" de la talla de Lenovo, Atos/Eviden, Cerebras y HPE. Sin embargo, por encima de los gritos de los sistemas refrigerados por aire, el rítmico bombeo del compresor del sistema cuántico sigue siendo audible.

"Nuestra idea no es utilizar el ordenador cuántico de forma autónoma, sino enviar un trabajo al superordenador, y siempre que el superordenador ve la ventaja cuántica, pasa la orden y el ordenador cuántico hace lo que tiene que hacer y luego devuelve el resultado", dice el profesor Kranzlmüller. "En general, estamos contentos"

"Una de las cosas que hemos aprendido es que el blindaje electromagnético es mejor de lo esperado, por lo que mi teléfono móvil no perturba el cálculo", añade, agitando su teléfono cerca del tambor del criostato.

Aunque el sistema IQM Q-Exa se encuentra en una de las principales salas de datos, no está colocado ordenadamente en una fila de racks clásicos de 19 pulgadas ni en un pasillo de contención de aire con otros clústeres HPC.

El sistema cuántico se encuentra en una esquina de la sala, ligeramente alejado de los racks clásicos, cerca de otros sistemas pero sin llegar a tocarlos. Esto se debe, en parte, a la gran cantidad de fotos y visitas que la prensa y otros dignatarios quieren hacer. Y a diferencia del centro de datos de IQM, los sistemas de distribución de nitrógeno líquido y helio no están en una zona técnica conjunta, sino simplemente junto al sistema cuántico en la planta principal.

Como ocurre con muchos ordenadores cuánticos, el sistema Q-Exa está fijado a la losa bajo el suelo elevado de la sala de datos debido a su peso. El profesor Kranzlmüller también señala que al principio fue difícil acomodar la altura del sistema en una sala de datos razonablemente alta que antes tenía un plenum por el que se escapaba el aire caliente. Cuando se le pregunta por el manejo de los fluidos de superenfriamiento, el profesor lo califica de "reto interesante"

"El responsable de mis instalaciones tuvo que aprender a manejar estas cosas, pero sólo lo sabes si lo haces de verdad", dice. "Creo que ahora funciona bien, pero al principio había una barrera de entrada"

En términos de energía, el profesor Kranzlmüller dijo que la empresa predice que el centro de cálculo tendría que gastar alrededor de 50.000 euros en alimentar el sistema Q-Exa durante sus cinco años de misión, lo que se describe como "cacahuetes" en el esquema total de las cosas.

"50.000 euros es mi consumo de electricidad durante un día y medio", señala.

El LRZ también alberga otro sistema IQM en un laboratorio anexo al edificio principal de oficinas, al lado del centro de datos, junto con un sistema basado en trampas de iones de AQT. Estos sistemas están integrados en un único nodo de pruebas HPC para probar los algoritmos cuánticos que utilizarán las máquinas híbridas de producción. El sistema de AQT evita el superenfriamiento y utiliza láseres para conseguir los efectos cuánticos necesarios.

Otro sistema, un ordenador de 1.000 átomos neutros de PlanQC, también está en camino. Creado por el Instituto Max Planck, se basa en tecnologías y técnicas desarrolladas para relojes atómicos y no requiere el mismo tipo de infraestructura de superenfriamiento que IQM o el hardware de IBM.

El centro de supercomputación está preparado para albergar otro sistema IQM de 50 qubits -situado junto al ya existente en la sala de datos principal- en nombre del EuroHPC JU, al que seguirá otro sistema de 150 qubits en el futuro. Si un ordenador cuántico entre sus hermanos clásicos es raro, tener dos o incluso tres sistemas de este tipo en una sala de datos compartida es casi inaudito.

Preguntado por el futuro, el profesor Kranzlmüller señala que el LRZ es neutral en cuanto a proveedores y adopta el mismo enfoque con sus sistemas cuánticos.

La visión del cliente de la nube cuántica - E.ON

Una de las primeras empresas en utilizar ordenadores cuánticos es la compañía energética E.ON. Esta empresa europea es cliente tanto de la nube cuántica de IBM como de D-Wave.

Giorgio Cortiana, responsable de datos y AI - inteligencia energética en E.ON Digital Technology, la unidad digital de la empresa, explica que la empresa tiene varias pruebas de concepto en desarrollo en torno a la cuántica. Los principales objetivos, afirma, son casos de uso en los que la cuántica podría acelerar los resultados de cálculos grandes y complicados o proporcionar predicciones de datos más precisas.

"Vemos la cuántica como una herramienta complementaria adicional; delegaremos en la cuántica sólo los problemas difíciles que sabemos que los ordenadores clásicos no podrán resolver", explica. "El hecho de que estemos investigando eso habla de que vemos el potencial de estas tecnologías". "

En desarrollo desde hace unos cinco años, dice que el caso de uso con el que empezó la empresa en torno a la cuántica era ayudar a orquestar los horarios de carga y descarga de los vehículos eléctricos cuando pueden intercambiar electricidad bidireccionalmente con las redes.

"Fue el principio o la razón por la que empezamos a estudiar la computación cuántica", explica. Este es un caso de uso en el que, si se amplía a millones de vehículos, los recursos clásicos podrían quedarse cortos"

Aunque en la actualidad no se trata de un problema que no pueda calcularse con el hardware clásico de silicio, Cortiana señala que se trata de "uno de los casos de uso que se identificaron como un riesgo potencial de cara al futuro" si se sigue escalando en el futuro.

La empresa también está estudiando cómo integrar los recursos cuánticos en su arquitectura empresarial estándar.

"Todavía no está en marcha ni en ningún entorno productivo, debido a la escala limitada del proyecto y a los beneficios que supondría para las empresas", explica Cortiana.

Otros casos de uso incluyen el uso de simulaciones cuánticas para evaluar los riesgos de los cambios meteorológicos en la cartera energética del grupo.

"Tenemos que satisfacer la demanda de los clientes en cualquier momento, y la demanda puede fluctuar en función de las condiciones meteorológicas", explica Cortiana, "lo que repercute en la necesidad de adquirir gas adicional en los mercados energéticos o de vendérselo a los clientes"

"Tenemos en cuenta los posibles resultados meteorológicos en distintos puntos de nuestra red, sumados a los distintos resultados potenciales de los precios de la energía. Puedes acabar fácilmente con millones de escenarios diferentes que tienes que tener en cuenta para evaluar cuáles son los riesgos a los que estás expuesto en tus carteras energéticas"

En colaboración con IBM, la empresa ha desarrollado un nuevo algoritmo cuántico que, según afirma, podría ser más de 200 veces más rápido de lo que permite actualmente el hardware clásico. La advertencia, sin embargo, es que el hardware cuántico para ejecutar el nuevo algoritmo a escala de producción no está disponible actualmente.

Al igual que en el caso de los coches eléctricos, la empresa utiliza cálculos similares en hardware de silicio tradicional, pero a medida que la generación de energía en la red se descentraliza (con más activos renovables distribuidos en zonas más amplias), aumenta el número de variables. Este mayor número de activos, combinado con predicciones meteorológicas más granulares, podría provocar futuras limitaciones en el hardware clásico.

"Podría convertirse en un cuello de botella dentro de unos años", afirma Cortiana. Aún no ha llegado ese momento, pero nos estamos preparando para el futuro en caso de que los recursos informáticos clásicos se queden cortos"

"Si se avanza hacia una evaluación de riesgos más en tiempo real, se podrán tomar medidas y mitigar esos riesgos de forma mucho más rápida", añade. "Es una ventaja teórica demostrada que podríamos generar con nuestros algoritmos. Para la generación de valor práctico, sin embargo, aún es demasiado pronto, pero llegará en los próximos años."

Aunque E.ON dispone de hardware de computación in situ donde lo exige la ley, la empresa tiene una estrategia que da prioridad a la nube. La empresa está adoptando un enfoque similar para su hardware cuántico: utiliza hardware cuántico basado en la nube. La empresa utiliza sistemas tanto en EE.UU. como en Europa, aunque la ubicación exacta depende del caso de uso y de la privacidad de los datos.

"Los ordenadores cuánticos aún no están maduros, se desarrollan y evolucionan cada año", explica Cortiana. "Nos resulta mucho más cómodo ir a la nube y tener la posibilidad de acceder a los recursos más recientes y mejores, en lugar de tener que seguir con nuestras máquinas on-prem que pronto quedarán obsoletas"

Señala que antes de que E.On tomara la decisión de pasarse a la cuántica on-premise, tendría que haber "ventajas claras" frente a las clásicas actuales.

A la pregunta de si E.ON se consolidará en torno a un proveedor cuántico concreto en el futuro o si seguirá utilizando un enfoque multiproveedor, Cortiana afirma que es "difícil de predecir" cómo evolucionará el mercado del hardware.

"Estamos abiertos y nos aseguraremos de utilizar las mejores máquinas para nuestros casos de uso", afirma. "No puedo excluir en este momento que tengamos que contar con distintos proveedores en función del caso de uso que necesitemos abordar"

De la mascota al ganado: cuántica y la nube

La nube -ya sea a través de un proveedor público o directamente de las empresas cuánticas- es actualmente, con diferencia, la forma más común y popular de acceder a los sistemas cuánticos mientras la tecnología sigue en desarrollo y las empresas trabajan en diferentes pruebas de concepto.

IBM lanzó su primera oferta cuántica en mayo de 2016, un servicio de computación cuántica de 5 qubits basado en la nube que en aquel momento se conocía como IBM Quantum Experience. La compañía y la industria han recorrido un largo camino desde entonces.

Hasta la fecha, IBM dice que ha desplegado unos 80 sistemas cuánticos, más que cualquier operador, según la información disponible públicamente. En sus dos centros de datos cuánticos de Alemania y Poughkeepsie (Nueva York), IBM tiene en funcionamiento una docena de sistemas cuánticos. El último, el Aachen de 156 qubits, equipado con el procesador Heron r2, se puso en marcha en abril de 2025 y fue el tercer sistema de Ehningen.

En la actualidad, todos los sistemas de IBM reciben nombres únicos que reflejan lugares importantes de la historia de la empresa. Aachen (nombre de la ciudad alemana) se unió a Estrasburgo y Bruselas en Ehningen: en 2021 se desplegó un sistema llamado Ehningen.

Faller, de IBM, admite a DCD, sin embargo, que podríamos estar llegando al punto en que los sistemas necesiten ser "marcados" con números como el ganado; más parecido a cómo se trata a los servidores en la nube. Puede que las máquinas cuánticas nunca alcancen el volumen de las cajas de pizza de los servidores tradicionales, pero los días en que cada sistema era único y especial podrían estar llegando a su fin. La empresa finlandesa de computación cuántica IQM afirma que puede llegar a fabricar hasta 20 ordenadores cuánticos al año, suficientes para perder rápidamente la pista de los nombres.

Actualmente, IBM es la única plataforma de nube "clásica" que ofrece acceso a sus propios sistemas cuánticos en su nube. La nube cuántica de IBM forma parte de la nube más amplia de la empresa, con los sistemas cuánticos alojados en un centro de datos de Ehningen vinculado a la región de Fráncfort de IBM, a unas 120 millas de distancia.

Aunque todos trabajan con sus propias máquinas, Amazon, Microsoft y Google ofrecen acceso a hardware de proveedores como IQM, IonQ y D-Wave, entre otros. En lugar de alojar el hardware de estos proveedores en sus propios centros de datos, los hyperscalers utilizan API para reservar tiempos en sistemas alojados por las propias empresas cuánticas.

IQM, por ejemplo, ofrece tiempo en su sistema Garnet de 20 qubits a través de Amazon. Jan Goetz, Consejero Delegado de IQM, explica que la empresa pretende adoptar un doble enfoque para su futuro desarrollo. Además de colocar sus sistemas en los centros de datos de los hiperescaladores, la empresa quiere ampliar su propia huella y alcanzar el nivel de tiempo de actividad de cinco nueves estándar del sector.

"Tenemos algunos sistemas que llevan funcionando más de 100 días sin interacción humana", afirma Goetz. "Está totalmente automatizado, y ese es realmente el objetivo en nuestro viaje; llevar el sistema a un nivel que cumpla con todos los requisitos para que luego pueda ser realmente ubicado en un centro de datos de AWS, Azure, Google o cualquier nube que prefiera."

IQM lanzó Resonance, un servicio de nube cuántica que proporciona acceso a sus máquinas y sistemas cuánticos, en marzo de 2024. El servicio se presta actualmente a través de sistemas ubicados en sus instalaciones de Múnich (Alemania) y Espoo (Finlandia). A la pregunta de cómo pretende competir la empresa con las compañías que ofrecen un paquete más completo de productos cuánticos y clásicos de silicio en la nube, Goetz de IQM sugiere que hay planes en marcha para ampliar la infraestructura de la empresa con el fin de albergar más hardware de IA.

"Tenemos nuestra propia nube y empezaremos a colocar clústeres de GPU y otras infraestructuras informáticas junto a nuestros sistemas, para ofrecerlos de forma híbrida", afirma, sin dar más detalles sobre cómo podría afectar esto a su enfoque de los centros de datos.

En la actualidad, los grandes hyperscalers estadounidenses se contentan con ofrecer acceso a múltiples proveedores cuánticos en sus propias nubes -las cosas podrían cambiar una vez que sus propias QPU propietarias estén en línea-, dejando que los clientes decidan qué tipo de topología cuántica se adapta mejor a sus necesidades del mismo modo que lo hacen con las CPU y las GPU.

A pesar de ofrecer acceso a varios proveedores de GPU, IBM todavía no ofrece acceso a nada que no sean sus propias QPU en su propia nube, y aún no ha puesto a disposición sus propias QPU a través de otras plataformas. Faller, de IBM, sugiere que eso podría ocurrir en el futuro, y afirma que "¿por qué no?"; la pila de software Qiskit de la empresa para computación cuántica es abierta y capaz de funcionar con QPU de otros proveedores, prueba, dice, de la flexibilidad de la empresa.

Por ahora, los ordenadores cuánticos pueden ser bastante temperamentales; a pesar de que el tiempo de actividad puede llegar a cientos de días o más en algunos sistemas, todavía puede ser necesario un tiempo de inactividad para recalibrar los sistemas. Para contrarrestar esta situación y tratar de mantener sus respectivas nubes cuánticas lo más disponibles posible, muchos proveedores están recurriendo a un enfoque de fuerza en los números y maximizando el número de QPU disponibles.

"Estamos incorporando redundancia a nuestro sistema, de modo que si algo se rompe o necesita recalibrarse en el sistema A, estamos seguros de que hay un sistema B en proyecto que puede intervenir", afirma Goetz. "Ahora mismo son realmente dos sistemas físicos individuales, pero también hay esfuerzos para que haya dos chips montados en un sistema y entonces simplemente salte de uno a otro"

Para alcanzar realmente la ventaja cuántica de forma significativa, aún queda trabajo por hacer. Los desarrolladores de hardware tienen que aumentar las capacidades de los sistemas; las empresas tienen que averiguar cuál es la mejor manera de utilizar esta nueva capacidad de cálculo potencial, y los proveedores de la nube tienen que poner en funcionamiento estos sistemas para ofrecer el tipo de servicio que los clientes esperan de los servicios informáticos clásicos tradicionales basados en silicio. Por ahora, todo es potencial.

_{Este reportaje ha sido traducido y editado al español por Gabriel Carrillo M-Feduchi}