La carrera por construir computadoras cuánticas más grandes y eficientes acaba de sumar un nuevo protagonista: un modulador óptico diminuto, desarrollado por un equipo de la Universidad de Colorado en colaboración con Sandia National Laboratories, que podría ser la clave para pasar de prototipos experimentales a máquinas con millones de qubits. El dispositivo, publicado en Nature Communications en diciembre de 2025, es tan pequeño que su tamaño es 100 veces menor al grosor de un cabello humano.
El hallazgo no solo destaca por su escala microscópica, sino por su eficiencia energética: este chip utiliza 80 veces menos energía que los sistemas actuales, lo que abre la puerta a un control más compacto y sostenible de los láseres que gobiernan los qubits. En un campo donde cada fotón cuenta, la reducción de consumo y espacio es un paso crítico para que la computación cuántica deje de depender de laboratorios llenos de equipos ópticos.
Un chip verdaderamente 'ultradelgado'
El avance fue presentado en la revista Nature Communications bajo el título "Gigahertz-frequency acousto-optic phase modulation of visible light in a CMOS-fabricated photonic circuit". El estudio describe cómo este modulador óptico puede controlar la fase de la luz visible a frecuencias de gigahercios, un requisito esencial para manejar qubits a gran escala.
La investigación se llevó a cabo en la Universidad de Colorado Boulder y Sandia National Laboratories, con un enfoque en lograr un dispositivo que pudiera fabricarse con procesos CMOS estándar, los mismos que se usan en la industria de semiconductores para producir chips de computadoras y teléfonos.
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El modulador aprovecha la interacción acústico-óptica: ondas sonoras a frecuencias de gigahercios alteran la fase de la luz visible dentro de un circuito fotónico. Este proceso permite un control preciso de los láseres que manipulan los qubits. Lo más relevante es que el dispositivo se fabrica en obras de 200 mm en plantas CMOS, lo que significa que puede producirse en masa sin necesidad de equipos especializados.
Al integrarse en chips fotónicos, el modulador sustituye sistemas ópticos voluminosos y caros, reduciendo el tamaño y el costo de los componentes necesarios para operar computadoras cuánticas.
Arquitectura del modulador acústico‑óptico resonante optimizado, producido mediante tecnología CMOS. | Nature Communications, University of Colorado Boulder
Beneficios para la computación cuántica
El impacto más inmediato es la escalabilidad: con moduladores más pequeños y eficientes, se pueden controlar miles o millones de qubits sin llenar un laboratorio de mesas ópticas. Además, el bajo consumo energético hace que el sistema sea más sostenible y viable para aplicaciones comerciales.
Esto significa que los futuros equipos cuánticos podrían ser más compactos, menos costosos y accesibles para empresas y centros de investigación, acelerando el paso de la computación cuántica del terreno experimental al uso práctico.
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Los investigadores ya trabajan en mejorar la integración de estos chips con otros sistemas fotónicos y en explorar moduladores aún más rápidos y eficientes. El objetivo es construir plataformas cuánticas que puedan manejar millones de qubits de manera estable, algo que hasta ahora parecía imposible.
Este avance es crucial porque la computación cuántica promete resolver problemas que hoy son inabordables: desde simulaciones químicas para nuevos medicamentos hasta optimización de redes energéticas. Sin embargo, también plantea retos en privacidad, seguridad y control social, pues máquinas más poderosas podrían transformar industrias enteras y abrir debates sobre el uso responsable de la tecnología.
