40 veces menos errores y un 99,99 % de fidelidad: Google prueba en su chip Willow la receta contra el atasco de los estados mágicos detectado en 2004

• Adrián Villellas @AdrianVillellas
• Ingeniero informático, divulgador y creador de contenido tecnológico desde 2017, escribiendo para blogs y medios tanto en español como en inglés.
• • 22/10/2026 11:02
  • Actualizado: 22/10/2026 11:02

Google Quantum AI ha conseguido fabricar estados mágicos con unas 40 veces menos errores en su procesador Willow gracias a una técnica llamada cultivación, según un estudio publicado el 15 de octubre de 2026 en Science. La fidelidad alcanzó al menos el 99,99 % en estos estados, que un ordenador cuántico necesita para ejecutar programas que van más allá de lo que puede hacer un ordenador convencional.

En el blog oficial de Google, la investigadora Emma Rosenfeld y Craig Gidney, ingeniero de software cuántico de la compañía, explican que la cultivación de estados mágicos funciona en la práctica en Willow y reduce los errores unas 40 veces respecto a no usarla. Para llegar ahí, Rosenfeld pasó meses revisando unos datos que, según el blog, «parecían desafiar las leyes de la física».

Un atasco que se conoce desde 2004

Un ordenador cuántico trabaja con cúbits, unidades de información que pueden combinar el 0 y el 1 al mismo tiempo. Para ejecutar un programa útil necesita un repertorio completo de operaciones, y algunas de ellas, como las llamadas puertas T, no se pueden hacer de forma directa y protegida frente a errores en los esquemas de corrección más usados.

La salida que se planteó hace dos décadas consiste en preparar aparte unos estados especiales, los estados mágicos, y consumirlos después para completar esas operaciones. La propuesta aparece en un trabajo de Sergei Bravyi y Alexei Kitaev publicado en arXiv en marzo de 2004.

El problema es su coste. Según Rosenfeld y Gidney, algunas estimaciones indican que hasta el 95 % de toda la capacidad de un ordenador cuántico podría tener que dedicarse a fabricarlos. Además, cada estado mágico solo se puede usar una vez.

La calidad exigida es altísima. Según el estudio, para factorizar una clave RSA de 2.048 bits, uno de los sistemas en los que se apoya el cifrado actual, harían falta estados mágicos con un error de en torno a uno entre 10.000 millones.

Un filtro que descarta los intentos defectuosos

En 2024, Gidney, Noah Shutty y Cody Jones, de Google Quantum AI, describieron en un trabajo teórico la cultivación, llamada así porque hace crecer poco a poco el tamaño y la fiabilidad de un estado. Su conclusión era que, con este método, la destilación adicional, el procedimiento clásico y muy costoso para depurar estos estados, «quizá no sea necesaria nunca en la práctica».

La cultivación actúa como un filtro. Se introduce un estado con ruido en una región pequeña del chip y después se ejecuta una serie de mediciones muy coordinadas que buscan errores. Si alguna comprobación detecta un fallo, el intento se aborta y se empieza de nuevo. En el experimento solo superó todos los controles alrededor del 8 % de los intentos, y esos son los estados que salieron con muy pocos errores.

Cuarenta veces menos errores en el chip Willow

Willow es el procesador superconductor de Google, el mismo con el que la compañía presentó hace un año su algoritmo Quantum Echoes. Según el material suplementario del estudio, tiene 105 cúbits de tipo transmon. El equipo usó una pequeña parte del chip, organizada en un código de color de distancia 3, un esquema que reparte la información de un cúbit lógico entre varios cúbits físicos para que un fallo aislado no la destruya.

Sin cultivación, la probabilidad de error lógico del circuito completo era del 0,44 %, parecida a la de las propias puertas físicas del chip. Con cultivación, quedó entre el 0,01 % y el 0,02 %, muy por debajo del error de cada una de las 216 puertas físicas de dos cúbits del circuito y de sus 54 mediciones, según los autores.

Para afinar el control del chip, el equipo recurrió al aprendizaje por refuerzo, una técnica de inteligencia artificial que ajusta parámetros por ensayo y error, con el objetivo de reducir al mínimo las veces que el circuito detectaba un error. El trabajo lo firman 296 autores de Google Research, del grupo QuAIL del Centro de Investigación Ames de la NASA y de las universidades de Massachusetts en Amherst, Connecticut, Auburn y California en Santa Bárbara.

El ruido que obligó a inventar otra forma de medir

Según el blog, tras meses de comprobaciones, Rosenfeld descubrió que un tipo de ruido del laboratorio, provocado por la deriva de los equipos eléctricos y por los cambios de temperatura, estaba invalidando la prueba de referencia que usaba el equipo.

El equipo añadió más control al sistema para atenuar ese ruido e inventó una técnica de medición nueva, que en el estudio llaman kickback tomography y que usa la propia cultivación «como herramienta para medirse a sí misma». Según los autores, permite acotar errores de una diezmilésima con del orden de 10.000 mediciones, frente a los cerca de 100 millones que exigiría la tomografía estándar.

Emma Rosenfeld explica cómo su equipo probó la cultivación de estados mágicos en el procesador Willow. Vídeo: Google Quantum AI

El equipo dio además el primer paso para sacar los estados del pequeño parche donde nacen: los pasó de un código de color de distancia 3 a un código de superficie de distancia 5, un método de corrección de errores más asentado. Google llama a esta operación grafting, es decir, injerto, y según el blog los estados purificados pueden sobrevivir y transferirse sin problemas dentro de su hardware.

Lo que todavía falta

Rosenfeld y Gidney reconocen que todavía tienen que demostrar la cultivación de estados mágicos a mayor escala para que sea realista en la computación cuántica práctica, y que quedan muchos retos técnicos.

El estudio enumera las tareas pendientes: aplicar puertas T en tiempo real, injertar los estados en códigos de mayor distancia, mejorar los decodificadores del código injertado y pasar después a un código que se pueda corregir con los métodos habituales. El experimento, además, descarta en torno al 92 % de los intentos.

La mejora futura depende del hardware. Según los autores, el error de los estados mágicos debería caer con el cubo del ruido del procesador, de modo que, si ese ruido se redujera a la mitad, el error rondaría las dos cienmilésimas, cerca de lo que piden algunas aplicaciones. Otros grupos, como el de la Universidad Tecnológica de Chalmers, exploran por su parte atajos para acelerar las operaciones cuánticas.

La versión previa del estudio está disponible en arXiv.

Crédito de la imagen: Google.