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Estados de gato en picosegundos: la Universidad de Tokio acelera la cuántica óptica

Un equipo de la Universidad de Tokio generó estados de gato en pulsos de 10 picosegundos a 5 MHz, con amplitud 1.69

por Alejandro Castillo Leone
Close-up of a laser engraving machine working indoors with blue light reflection.
Foto de Opt Lasers from Poland en Pexels

TL;DR:

  • Un equipo de quince autores encabezado desde la Universidad de Tokio generó estados de gato de Schrödinger dentro de pulsos ópticos de 10 picosegundos, y no en la escala de nanosegundos de los montajes anteriores.
  • El estado alcanzó una amplitud efectiva de 1.69 y funciones de Wigner con hasta cuatro regiones negativas, reconstruidas sin corrección de pérdidas, con una tasa de repetición de bombeo de 5 MHz.
  • El artículo circula como preprint en arXiv desde el 22 de junio de 2026 y no consta que haya pasado revisión por pares.

Un grupo liderado por Mamoru Endo y Akira Furusawa, de la Universidad de Tokio, logró fabricar estados de gato de Schrödinger dentro de pulsos de luz de apenas 10 picosegundos, la escala temporal que una computadora cuántica óptica necesita para operar rápido. El reporte, firmado por quince autores, describe una amplitud efectiva de 1.69 y funciones de Wigner con hasta cuatro regiones negativas, a una tasa de repetición de 5 MHz. Lo que ataca el trabajo no es la calidad del estado cuántico, sino la velocidad a la que se puede producir, que es el freno real de estas arquitecturas. El texto se publicó como preprint en arXiv el 22 de junio de 2026 y suma coautores de RIKEN, el instituto japonés AIST, NTT, la empresa OptQC y la Universidad Palacký, en República Checa.

Por qué el cuello de botella era el reloj y no la fidelidad

Un estado de gato de Schrödinger óptico es una superposición cuántica de dos estados coherentes de luz opuestos, y funciona como bloque de construcción para los códigos de corrección de errores que la fotónica necesita para ser tolerante a fallos. Pertenece a la familia de los estados no gaussianos, que según los propios autores son recursos indispensables para la computación cuántica óptica universal y tolerante a fallos.

El problema nunca fue solo fabricarlos. Fue fabricarlos seguido. Estos estados se producen de forma probabilística, se "anuncian" cuando un detector registra el número correcto de fotones, y hasta ahora esa producción vivía en paquetes de onda de nanosegundos. Un procesador fotónico multiplexado en el tiempo vale lo que valga su reloj: si cada operación ocupa una ranura temporal larga, la tasa efectiva se desploma sin importar qué tan bueno sea el estado individual.

Los elementos del montaje, según describe el artículo:

  • Dos vacíos comprimidos ultracortos que interfieren entre sí, generados con un amplificador paramétrico óptico de banda ancha con anchura de varios terahercios.
  • Detección con resolución de número de fotones mediante un sensor de borde de transición (TES) de titanio y oro de alta velocidad, el componente que permite resolver pulsos tan cortos.
  • Detección homodina pulsada ajustada a modos temporales de 10 picosegundos, para caracterizar el estado producido.
  • Bombeo del sistema a 5 MHz de tasa de repetición.
  • Reconstrucción de funciones de Wigner sin corrección de pérdidas, con hasta cuatro regiones negativas cuando el anuncio ocurre con cuatro fotones.

Ese último punto merece atención. La negatividad de la función de Wigner es la firma de que un estado es genuinamente cuántico y no reproducible por óptica clásica. Reportarla sin corregir pérdidas significa que el equipo no maquilló el resultado descontando los fotones que se perdieron por el camino: lo que se ve es lo que salió del experimento.

Mesa óptica de laboratorio con espejos, lentes y monturas alineadas para un experimento con láser
Imagen ilustrativa de un montaje de óptica cuántica; no corresponde al experimento descrito. · Foto de Opt Lasers from Poland en Pexels

Qué significa realmente una amplitud de 1.69

En un código de gato, la amplitud mide qué tan separados están los dos estados coherentes que forman la superposición. Mientras más separados, más fácil distinguir el cero lógico del uno lógico, y más margen para corregir errores. Por eso el número no es decorativo: los autores afirman que 1.69 se acerca al rango de relevancia práctica para arquitecturas tolerantes a fallos basadas en códigos de gato y para las técnicas de "cría" adaptativa que buscan armar qubits lógicos a partir de estados más pequeños.

Acercarse no es llegar. El artículo describe una capacidad de generación de estados, no un procesador funcionando, y no reporta tiempos de coherencia largos ni corrección de errores implementada.

⚠️
El trabajo circula como preprint en arXiv (identificador 2606.24002) desde el 22 de junio de 2026, con 43 páginas y 12 figuras. No consta que haya superado revisión por pares, así que sus resultados deben leerse como lo que reportan los autores y todavía no como conclusión validada por revisores externos.

Por qué este grupo y no otro

Furusawa lleva más de dos décadas empujando la computación cuántica óptica y encabeza el equipo de investigación correspondiente en el Centro RIKEN de Computación Cuántica. Su grupo firmó en 2024 el trabajo sobre estados lógicos para computación tolerante a fallos con luz que se publicó en Science, y el mismo circuito de instituciones aparece de nuevo aquí: la universidad pone la física, NTT los dispositivos ópticos de banda ancha, AIST los detectores.

La novedad de la lista de autores está en otro lado. Tres de ellos, incluido Furusawa, firman también por OptQC, una empresa con domicilio en Tokio. Cuando un laboratorio académico y una compañía comparten firmas en el mismo experimento, la ruta hacia hardware comercial deja de ser una hipótesis de comunicado y se vuelve una estructura visible.

Para el lector hispanohablante que sigue el sector, el dato aprovechable no es "gato de Schrödinger", que suena a titular, sino la tasa. Las arquitecturas fotónicas multiplexadas en el tiempo dependen por completo de a qué ritmo se pueden producir sus recursos, y este experimento mueve ese ritmo tres escalas hacia arriba. La confirmación externa llegará cuando el artículo pase por revisión por pares.

Fuentes: 1, 2

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por Alejandro Castillo Leone

Soy un amante del arte y la cultura. Desde el 2021 dirijo una web dedicada a la historia de mi país y he emprendido la misión de vivir para la cultura, alimentándome principalmente del ámbito Hispanoamericano.

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