IBM anunció la firma de un acuerdo definitivo para adquirir HRL Laboratories, una institución de investigación y desarrollo que trabaja en ciencias físicas y ciencias de la información, incluidas las tecnologías cuánticas. IBM considera que la experiencia de HRL en la ingeniería de cúbits de espín de silicio puede complementar su plan a largo plazo para ampliar la escala de los ordenadores cuánticos.
En una entrada de blog publicada el 23 de julio de 2026, IBM explicó por qué le interesa esta tecnología y señaló que los cúbits de espín y los cúbits superconductores se benefician de las técnicas de fabricación de silicio y funcionan dentro de una estructura de refrigeración bajo el control de señales externas que aplican puertas a cúbits interconectados. Sin embargo, la diferencia fundamental reside en la forma de almacenar y procesar la información cuántica.
¿Cómo funcionan los cúbits de espín?
Estos cúbits dependen de la propiedad natural de espín del electrón, cuyo valor puede ser positivo o negativo en una magnitud de un medio; ambos estados suelen denominarse «arriba» y «abajo». Esta propiedad se utiliza para representar los estados 0 y 1 en la computación cuántica.
Para controlar electrones individuales, HRL utiliza lo que se conoce como puntos cuánticos, estructuras pequeñas que permiten confinar y controlar las propiedades de los electrones. La empresa fabrica sus puntos cuánticos con SiGe, es decir, capas de silicio y germanio.
En lugar de vincular directamente un estado de espín individual con el valor 0 o 1, HRL utiliza una estructura denominada cúbits de solo intercambio (exchange-only qubits). Cada cúbit está compuesto por tres electrones almacenados en tres puntos cuánticos. Dos electrones determinan el estado computacional: si la suma de los espines es igual a 0, el cúbit se encuentra en el estado 0; si alcanza 1, está en el estado 1. El tercer electrón ayuda a mantener estable el sistema. Las puertas se aplican mediante pulsos eléctricos que acercan o alejan los electrones entre sí.
Ventajas y resultados actuales
Según IBM, los cúbits de espín pueden fabricarse utilizando las herramientas actuales de fabricación de semiconductores, lo que les proporciona potencial para producirse a gran escala. También se caracterizan por tiempos de coherencia prolongados, bajas tasas de error y una facilidad de control relativa, y, cuando alcancen la madurez, podrían permitir ejecutar circuitos cuánticos grandes de forma eficiente y con bajos costes operativos.
Estos cúbits funcionan a una temperatura de 1 kelvin, frente a aproximadamente 0,015 kelvin en las arquitecturas de cúbits superconductores. HRL presentó recientemente un ordenador cuántico de silicio controlado digitalmente que utiliza CMOS fabricable tanto para la matriz de cúbits como para la placa de control refrigerada. El dispositivo cuenta con 54 puntos cuánticos distribuidos en tres pistas, lo que permite un chip con hasta 18 cúbits. Las demostraciones también mostraron el funcionamiento de puertas para uno y dos cúbits, además de pequeños códigos para la detección de errores.
El papel de HRL en la visión cuántica de IBM
Jay Gambetta, director de investigación y miembro de IBM, afirmó que el equipo de HRL ayudará a la empresa a impulsar la innovación cuántica, y añadió que la cartera del equipo reforzará los planes a largo plazo de IBM en computación cuántica, detección cuántica y redes cuánticas.
Según IBM, las tecnologías de HRL no se limitan a la computación. La institución desarrolla sensores cuánticos de alta precisión para detectar fenómenos físicos sutiles y realizar mediciones avanzadas en aplicaciones que incluyen la atención sanitaria, la navegación, la defensa y la investigación científica. También trabaja en nuevos materiales cuánticos que podrían respaldar cúbits más resistentes, mejores semiconductores y sensores más sensibles.