Uno de los grandes quebraderos de cabeza de la computación cuántica es que los cúbits suelen ser tan delicados como una pompa de jabón: mirarlos “demasiado fuerte” (medirlos) los altera. Por eso, desde hace años hay tanto interés en los cúbits topológicos, una familia de cúbits que prometen aguantar mejor el ruido del entorno. El problema es que esa misma “coraza” que los hace atractivos también los vuelve difíciles de inspeccionar.
Un trabajo publicado en Nature el 11 de febrero de 2026 (DOI: 10.1038/s41586-025-09927-7) propone una salida muy concreta a ese dilema: un modo de extraer la información de un cúbit de Majorana usando una señal global del sistema llamada capacitancia cuántica. En paralelo, el CSIC (a través del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, ICMM) ha explicado el alcance de la idea y por qué puede ser un paso clave para operar estos cúbits en el tiempo, no solo ver “huellas” indirectas.
Qué hace especiales a los modos de Majorana y por qué se habla de “no local”
Cuando se mencionan los modos de Majorana (en este caso, Majorana zero modes), la intuición útil es la de una caja fuerte con dos cerraduras separadas. En un cúbit convencional, la información está muy asociada a “un sitio” (una carga, un nivel de energía, una corriente). En un cúbit topológico, la información se reparte entre dos extremos del dispositivo: no está en un punto, está en la relación entre dos puntos.
Esa propiedad “no local” es la que, en teoría, lo vuelve resistente a pequeñas perturbaciones locales. Si un ruido afecta a un extremo, no basta para borrar el contenido completo, igual que no podrías abrir una caja fuerte con dos cerraduras si solo manipulas una. Ramón Aguado (ICMM-CSIC), coautor del estudio, lo resume con una metáfora parecida: son “cajas fuertes” para información cuántica, precisamente porque el dato no queda expuesto en un único lugar.
El talón de Aquiles: medir sin “pinchar” el sistema
Aquí viene la paradoja: si la información está distribuida, una medición local típica puede quedarse ciega. Es como intentar saber si una habitación está ocupada mirando solo por el ojo de una cerradura que, por diseño, no apunta a nadie. Los investigadores llevan tiempo buscando una manera de leer el estado lógico del cúbit sin destruir esa ventaja.
En el lenguaje técnico, lo que se quiere leer es la paridad del estado fermiónico compartido por los dos modos de Majorana: si la ocupación es par o impar. Ese “par/impar” hace de 0/1 del cúbit. El artículo de Nature subraya un detalle importante: esa paridad solo es accesible con una medición que, de algún modo, acople los dos Majorana entre sí, justo lo contrario de una sonda que mire solo un extremo.
La apuesta por una cadena de Kitaev mínima construida pieza a pieza
Para atacar el problema, el equipo fabrica una versión controlada de lo que en teoría se conoce como cadena de Kitaev, un modelo fundamental en topología cuántica. En lugar de una cadena larga, utilizan una cadena mínima de dos sitios: dos puntos cuánticos semiconductores conectados mediante un superconductor. A este tipo de realización se le llama a veces “poor man’s Majoranas” (Majoranas del “modo humilde”), porque ofrece separación espacial, pero con menos protección que una cadena más larga.
La gracia de esta aproximación es el control. En vez de depender de materiales híbridos complejos y menos ajustables, se arma el sistema casi como con piezas de Lego: cada punto cuántico se puede sintonizar y el acoplamiento a través del superconductor se puede llevar hacia un régimen donde emergen estados con carácter Majorana. Esta filosofía encaja con la línea de investigación que el ICMM-CSIC asocia a su proyecto QuKit, orientado a construir cúbits con mecanismos intrínsecos de mayor robustez.
La clave del experimento: la capacitancia cuántica como sonda global
La capacitancia cuántica suena a componente de electrónica clásica, pero aquí actúa como una especie de “estetoscopio” del estado energético del sistema. En términos sencillos: cuando cambias ligeramente un voltaje de puerta, el sistema responde, y esa respuesta contiene información sobre cómo de “curvada” está su energía respecto a ese control. Esa curvatura depende del estado cuántico global.
Lo relevante es que esta sonda no intenta localizar la información en un punto, sino que es sensible al estado conjunto. Aguado lo describe, en la comunicación del CSIC, como una “sonda global” capaz de captar propiedades que se esconden a mediciones locales. En el artículo de Nature, esa lectura se materializa en una medida capaz de distinguir la paridad del par de Majoranas.
Si te sirve una analogía cotidiana: una medición local sería mirar el marcador de gasolina de una rueda (no tiene sentido), mientras que una sonda global sería leer el cuentakilómetros del coche, que sí resume lo que pasa con el sistema entero. No es magia: es elegir el “indicador” correcto para el tipo de información que se quiere extraer.
Paridad en tiempo real: del 0 y 1 a los “saltos” inesperados
El resultado estrella es que logran una lectura single-shot (de una sola vez) y en tiempo real de si la paridad es par o impar. En la práctica, el experimento muestra un patrón de “ruido telegráfico”: la señal salta entre dos niveles, como una luz que se enciende y se apaga. Esos saltos corresponden a cambios entre los estados de paridad.
Lo interesante es que, al mismo tiempo, los autores verifican con sensado de carga que esos dos estados de paridad son, en gran medida, neutros en carga y quedan indistinguibles para una sonda que no acople los dos modos. Dicho de otra forma: con el “detector equivocado” no ves nada; con la capacitancia cuántica sí aparece el bit oculto. Gorm Steffensen (ICMM-CSIC), también coautor, lo plantea como una confirmación elegante del principio de protección: lo local se queda corto, lo global revela la información.
Un milisegundo que vale oro: coherencia y “envenenamiento” de paridad
El trabajo no solo “lee” el cúbit; también ofrece una ventana a su estabilidad. Al observar los cambios aleatorios de paridad (los llamados “random parity jumps”), el equipo extrae tiempos característicos de permanencia en cada estado. En Nature se habla de vidas medias que superan el milisegundo, una escala que, para hardware cuántico, ya entra en una zona prometedora: permite imaginar secuencias de operación y corrección de errores con margen temporal.
Ese mismo fenómeno de saltos apunta a un enemigo conocido en sistemas superconductores: el “envenenamiento” por cuasipartículas, procesos que pueden cambiar la paridad de forma estocástica. Verlo con claridad no es mala noticia: es tener un termómetro para cuantificarlo, comparar diseños y aprender qué controles reducen esas transiciones indeseadas.
Por qué importa para la hoja de ruta de la computación cuántica topológica
Conviene mantener el tono realista: una cadena de Kitaev mínima no es el destino final del cómputo topológico, porque la protección completa se espera en arquitecturas más extensas y con operaciones topológicas más ricas. Aun así, hay un paso previo que siempre ha sido imprescindible: poder leer el cúbit de manera fiable. Sin lectura, no hay computación práctica, por muy robusto que sea el almacenamiento.
Este trabajo coloca una pieza concreta en el tablero: una técnica de lectura compatible con el propio principio de no localidad. En el texto de Nature se enfatiza que esto “establece el paso esencial de lectura” para el control en el dominio temporal de cúbits de Majorana. En las figuras extendidas, incluso se sugiere cómo podría escalarse a geometrías con dos cadenas mínimas acopladas a un resonador, señalando una dirección para construir configuraciones más cercanas a un cúbit operativo.
Colaboración y próximos retos técnicos
El avance tiene también una lectura de “cómo se hace ciencia” en hardware cuántico: metodología experimental muy afinada (con peso de la Universidad Tecnológica de Delft) y un soporte teórico que, según las comunicaciones del CSIC, fue crucial para interpretar una medida especialmente sofisticada. En sistemas tan sensibles, medir no es solo “poner un instrumento”; es diseñar un experimento donde el instrumento forme parte controlada del sistema.
Lo que queda por delante suena menos épico, pero es lo que convierte una demostración en tecnología: aumentar la protección efectiva (pasar de “poor man’s Majoranas” a implementaciones más robustas), reducir los mecanismos que provocan saltos de paridad, integrar lecturas repetibles con alta fidelidad, y encadenar operaciones lógicas sin que la medición se convierta en un martillo. Si esta técnica de capacitancia cuántica mantiene su rendimiento al escalar, el “cómo leemos” dejaría de ser el cuello de botella para centrarse en el “cómo operamos” y “cómo corregimos”.