Si un ordenador cuántico superconductivo fuese una orquesta, los qubits superconductores serían instrumentos tan delicados que solo afinan cuando la sala está casi congelada. No es una exageración: estos procesadores necesitan operar cerca del cero absoluto, alrededor de −273 °C. A esas temperaturas la resistencia eléctrica desaparece y los circuitos superconductores pueden sostener estados cuánticos frágiles, que son la base del cálculo cuántico.
El problema es que esa “sala de conciertos” no solo debe estar fría: debe ser estable, silenciosa y predecible. Un pequeño aumento de temperatura, una señal electromagnética indeseada o el ruido ambiental del propio sistema pueden actuar como alguien que abre una puerta en pleno concierto: el estado cuántico se desordena y la información se degrada. Mantener esa delicadeza mientras se construyen máquinas más grandes es una de las barreras prácticas más serias de la computación cuántica.
Cuando escalar significa calentar
A medida que un procesador cuántico crece, crecen también sus rutas para que se cuele energía no deseada. Cada línea de control, cada canal de lectura y cada conexión son como tuberías que, sin querer, pueden transportar calor o interferencias. Y aquí aparece una ironía: justo donde se “toca” al qubit para controlarlo o medirlo se tiende a generar calor. Es como intentar mantener helado un cubito de hielo mientras lo sujetas con los dedos.
En un artículo divulgado por SciTechDaily y basado en un trabajo científico publicado en Nature Communications, un equipo de la Universidad Tecnológica de Chalmers (Suecia) plantea un enfoque llamativo: en vez de luchar contra el ruido como si fuera un enemigo absoluto, proponen domesticarlo y convertirlo en una herramienta de gestión térmica dentro del propio circuito. El autor principal, Simon Sundelin, lo enmarca en una idea más amplia: muchos dispositivos cuánticos están limitados por cómo se transporta y disipa la energía, así que entender esos caminos permite diseñar chips donde el flujo de calor sea controlable y hasta útil.
Ruido domesticado: la idea detrás del refrigerador cuántico
“Ruido” suele sonar a caos. En electrónica, es esa arenilla molesta que se cuela en una señal limpia. En cuántica, el ruido es a menudo el villano que destruye coherencia. El giro de este trabajo está en usar ruido de microondas controlado como palanca para dirigir el calor.
El equipo lo conecta con un concepto debatido durante años en física: la refrigeración browniana, la idea de que fluctuaciones aleatorias pueden, bajo ciertas condiciones, producir un efecto neto de enfriamiento. Simone Gasparinetti, coautor senior en Chalmers, describe este experimento como una de las realizaciones más cercanas a esa intuición. La imagen cotidiana sería la de un barista que, en vez de evitar el vapor y el “desorden” del café, aprende a usarlo para mover el aroma justo a donde quiere. Aquí el “vapor” son fluctuaciones cuidadosamente inyectadas, acotadas en frecuencia y con intensidad regulada.
Una molécula artificial dentro del circuito
El corazón del dispositivo es una molécula artificial superconductora fabricada en el laboratorio de nanofabricación de Chalmers. No es una molécula hecha de átomos, sino un sistema que imita comportamientos moleculares usando elementos de circuito superconductivo, en este caso con dos qubits acoplados. La clave está en cómo se conecta esa “molécula” a su entorno.
El esquema descrito en el trabajo utiliza dos canales de microondas que actúan como depósitos térmicos, uno “caliente” y otro “frío”. Hasta aquí, podría sonar a un montaje clásico de física del transporte: dos baños térmicos y un elemento que los conecta. El detalle distintivo es que esos depósitos no quedan efectivamente conectados hasta que se inyecta ruido de microondas por un tercer puerto. Ese ruido, lejos de ser un efecto colateral, funciona como un mando a distancia que habilita y regula el transporte de calor entre los depósitos a través de la molécula artificial.
Dicho de otra forma, el refrigerador no es un ventilador que sopla frío desde fuera; es más parecido a una pequeña rotonda térmica dentro del chip, que abre o cierra carriles según el patrón de ruido que se le entregue.
Medir calor casi inexistente
Uno de los aspectos más impresionantes del estudio es la escala. Sundelin y su equipo informan que pudieron medir corrientes de calor extremadamente pequeñas, del orden de los attovatios (10⁻¹⁸ W). Para ponerlo en una comparación que se entiende sin pizarra: una potencia así es tan minúscula que, si se usara para calentar una gota de agua, haría falta una cantidad de tiempo comparable a la edad del universo para subir un solo grado, según explican los investigadores en la nota asociada al trabajo.
Esa capacidad de medir y controlar flujos tan sutiles no es solo una curiosidad metrológica. En circuitos superconductores, donde la estabilidad térmica decide si un qubit mantiene su estado o se “olvida”, poder ver el calor con lupa abre una vía para actuar justo donde aparece el problema, sin depender únicamente de enfriar toda la estructura desde las etapas más externas del criostato.
Del modo nevera al modo motor
El mismo montaje, según describen, puede cambiar de personalidad. Ajustando temperaturas y la forma en que se inyecta el ruido, el sistema puede operar como refrigerador cuántico, como motor térmico o como amplificador de transporte térmico. Es una idea potente: un bloque funcional que no solo extrae calor, sino que puede redirigir energía o amplificar ciertos flujos térmicos en un circuito.
En una analogía doméstica, sería como tener un módulo en la cocina que, con el mismo hardware, a veces funciona como nevera, a veces como un pequeño generador que aprovecha un gradiente de temperatura, y a veces como un “megáfono” del calor que permite que una señal térmica minúscula se haga visible o útil. En computación cuántica, esa flexibilidad importa porque los puntos más calientes suelen coincidir con las zonas de control y lectura, justo donde se necesita precisión y no siempre llega bien el “frío” general del sistema.
Aamir Ali, coautor del trabajo, lo resume en términos de diseño: controlar el calor a escala interna, donde los sistemas de refrigeración convencionales no alcanzan con precisión, permitiría tecnologías cuánticas más fiables y robustas.
Qué cambia para el diseño de futuros procesadores
Si este enfoque madura, la promesa práctica es clara: integrar gestión térmica local dentro de chips cuánticos. Hoy, los procesadores superconductivos viven dentro de refrigeradores criogénicos voluminosos, con múltiples etapas de enfriamiento. Eso seguirá siendo necesario, pero no siempre suficiente cuando el número de qubits crece y el cableado se multiplica.
Un “refrigerador dentro del circuito” no sustituye al criostato; sería más bien un sistema de fontanería fina para evitar que el calor se acumule justo donde hace más daño. En el futuro, podría ayudar a que los diseños no estén tan condicionados por la obsesión de “que no pase nada”, y pasen a una lógica más ingenieril: “sabemos por dónde pasa el calor, lo medimos, lo dirigimos y lo usamos cuando conviene”. Ese cambio de mentalidad es lo que vuelve atractivo el uso de ruido controlado: ya no es solo un contaminante, sino una herramienta.
Lo que queda por demostrar
Como suele ocurrir con resultados de laboratorio, la pregunta inmediata es cómo se integrará esto en arquitecturas reales con cientos o miles de qubits, donde conviven control, lectura, corrección de errores y un ecosistema entero de electrónica criogénica. También está el reto de garantizar que el ruido útil para transportar calor no se convierta en ruido perjudicial para la coherencia de los qubits vecinos. Domesticar al “animal” exige vallas muy bien diseñadas.
El trabajo, titulado “Quantum refrigeration powered by noise in a superconducting circuit”, fue publicado el 26 de enero de 2026 en Nature Communications por Sundelin, Mohammed Ali Aamir, Vyom Manish Kulkarni, Claudia Castillo-Moreno y Gasparinetti. La investigación declara financiación del Consejo Sueco de Investigación, la Knut and Alice Wallenberg Foundation a través de WACQT, el Consejo Europeo de Investigación y la Unión Europea, según la información asociada a la publicación y su difusión por SciTechDaily.