La computación cuántica es una de las tecnologías emergentes con un mayor potencial transformador en campos como la biotecnología, las finanzas o la ciberseguridad. Pese a tener un grado de madurez limitado, gobiernos de todo el mundo ya la han incorporado en sus estrategias nacionales de investigación y desarrollo. Tras años de inversiones multimillonarias y esfuerzos conjuntos entre instituciones públicas y privadas, Japón aspira a convertirse en un referente mundial de esta tecnología.
¿Qué es la computación cuántica?
Los ordenadores tradicionales están formados por millones de bits, unidad básica de la programación tradicional que puede adoptar un valor de 1 ó 0. Si bien esta tecnología permite realizar operaciones y cálculos complejos, tiene importantes limitaciones en cuanto a la capacidad de procesamiento y la velocidad de cálculo que dificultan la resolución de desafíos actuales como la simulación de sistemas moleculares o la optimización de redes logísticas globales. La computación cuántica, en cambio, utiliza cúbits (o bits cuánticos) y está basada en los principios de la física cuántica, que estudia el comportamiento de la materia y la energía a niveles extremadamente pequeños. Gracias a propiedades cuánticas como el entrelazamiento y la superposición, los cúbits pueden representar los valores de 1 y 0 a la vez y estar interconectados entre ellos, lo que permite realizar tareas simultáneas y manejar grandes volúmenes de información. Así, estos ordenadores tienen la capacidad de reducir a minutos cálculos que una computadora normal tardaría siglos en resolver y permiten, incluso, encontrar solución a problemas hasta el momento inabordables.
La infraestructura que requiere este sistema es extremadamente compleja y costosa. Para que los cúbits funcionen correctamente, deben ser mantenidos a temperaturas cercanas al cero absoluto (alrededor de –273 ºC) y en entornos estables, sin ningún tipo vibración, radiación o interferencia electromagnética. A demás, cada uno debe ser controlado y leído individualmente mediante señales eléctricas de alta precisión, lo que implica cientos de miles de cables, un gran consumo energético y un alto riesgo de errores. Por ello, a pesar de ser una tecnología con casi tres décadas de antigüedad, el número de ordenadores cuánticos existentes es todavía muy limitado.
Una carrera internacional
La carrera por el desarrollo de esta tecnología se ha convertido en una prioridad estratégica para muchos gobiernos. Más allá del prestigio científico, grandes potencias mundiales han identificado la computación cuántica como una herramienta clave para el futuro de la seguridad nacional, ya que puede dejar los protocolos de encriptación actuales obsoletos y crear vulnerabilidades en la defensa militar, el sistema financiero y las infraestructuras críticas de un país. Por otro lado, se estima que el tamaño del mercado global de las tecnologías cuánticas alcanzará entre los 106.000 y los 173.000 millones de dólares para 2040, convirtiéndolo en un campo de competición estratégica.
Esta carrera está actualmente liderada por Estados Unidos – que posee algunos de los procesadores cuánticos más avanzados del mundo gracias a empresas como IBM y Google – y China – que ha realizado inversiones masivas para desarrollar tecnologías de vanguardia. Les siguen Japón y la Unión Europea – especialmente Alemania, Francia y Países Bajos – con un gran número de patentes e inversiones públicas.
La estrategia del gobierno japonés
Japón está realizando importantes esfuerzos para no quedarse atrás en el desarrollo cuántico. En la Ley de Promoción de la Seguridad Económica de 2022 – estrategia que busca reducir dependencias externas, proteger patentes sensibles y asegurar el control nacional de infraestructuras críticas – se identificó esta tecnología como crítica y, por lo tanto, objeto de protección y apoyo estatal. Ello se traduce en un modelo de colaboración público-privada donde el Estado actúa como financiador, coordinador y primer cliente de un número limitado de actores clave: grandes empresas tecnológicas, institutos nacionales de investigación, universidades líderes y startups surgidas del ámbito académico.
El gobierno designó 2025 como el primer año de la “industrialización cuántica”, con una inversión de más de 62.000 millones de yenes (unos 330 millones de euros) en centros de investigación – el 75% de las inversiones públicas en tecnología cuántica de todo el mundo. Dicha industrialización se basa en convertir las capacidades científicas existentes en tecnologías aplicables, es decir, en encontrarles usos prácticos para los sectores clave del país, transformando el progreso científico en competitividad nacional. En palabras del ex primer ministro Shingeru Ishiba, ‘se espera que la computación cuántica se convierta en un pilar de la industria y la seguridad económica de nuestro país’.
Precisamente con el objetivo de acercar la investigación avanzada a la aplicación real se creó en 2023 el G-QuAT, una infraestructura diseñada para convertirse en un “hub de industrialización cuántica”. En ella conviven múltiples tipos de sistemas cuánticos integrados con supercomputadores clásicos, lo que permite a empresas y centros de investigación experimentar con computación híbrida cuántico-clásica – considerada la vía más realista de adopción a medio plazo. De esta manera, el G-QuAT no solo fomenta la innovación y reduce la dependencia de plataformas extranjeras para pruebas, sino que también actúa como entorno de validación previa a la comercialización.
Estado del desarrollo cuántico en Japón
El instituto RIKEN es el laboratorio nacional de referencia en computación cuántica. A demás de ser un importante centro de investigación y desarrollo, RIKEN opera como nodo central del ecosistema cuántico japonés, facilitando el acceso a sus sistemas a universidades y empresas con tal de acelerar la transferencia tecnológica y evitar que quede restringida al ámbito académico. En 2025, el instituto anunció la intención de desarrollar un ordenador cuántico de 256 cúbits junto al gigante tecnológico Fujitsu. Frente a los 64 cúbits del último ordenador cuántico japonés desarrollado, éste va a poder abordar problemas más complejos e implementar mejores algoritmos de corrección de errores, y la integración de plataformas híbridas de computación cuántico-clásica va a brindar una mayor usabilidad.
También en 2025, se puso en marcha el primer ordenador cuántico construido íntegramente con tecnología japonesa. La relevancia de este hito yace en la llamada soberanía cuántica: la capacidad de conseguir construir, operar y mantener un ordenador sin depender de tecnología extranjera, algo que muy pocos países han conseguido. Debido a su alta complejidad, componentes críticos como el sistema de refrigeración o los chips superconductores son típicamente importados de fabricantes especializados, creando vulnerabilidades a tensiones geopolíticas, intereses personales y disrupciones en la cadena de suministros global.
De cara al futuro, la hoja de ruta nacional contempla la escalada progresiva hacia sistemas de mayor tamaño, con el objetivo de alcanzar arquitecturas de 1.000 cúbits en la segunda mitad de la década actual. Sin embargo, el énfasis no se limita al aumento de la capacidad de cálculo: Japón busca consolidar un ecosistema capaz de integrar la computación cuántica en procesos industriales, servicios públicos y cadenas de valor reales.
Aplicaciones prácticas
Uno de los grandes usos prácticos de la computación cuántica es su capacidad de buscar la mejor solución entre un grandísimo número de posibilidades. En el sector de la logística, por ejemplo, permite escoger las rutas óptimas de distribución y asignar efectivamente vehículos y contenedores teniendo en cuenta una gran variedad de factores, como la variabilidad del coste del petróleo, el tráfico de las cadenas de suministro internacional, la meteorología, etc. En finanzas, permite una reevaluación constante de los riesgos y encontrar la combinación ideal de inversiones para maximizar la rentabilidad. En ambos casos, el algoritmo puede diseñar una estrategia para cada uno de los millones de escenarios posibles y adaptarla a cualquier cambio casi en tiempo real.
Otro campo que podría verse altamente beneficiado es el de la biotecnología. Simular con exactitud el comportamiento de moléculas, proteínas o materiales es extremadamente difícil para un ordenador clásico, por lo que las investigaciones relacionadas con la química y la biología requieren una gran inversión de tiempo y dinero en experimentos de laboratorio. Un ordenador cuántico podría modelar con precisión las estructuras moleculares, predecir de manera casi exacta cómo interactuarán diferentes sustancias, o explorar nuevas configuraciones de materiales sin la necesidad de experimentar con ellos de forma física. En general, cualquier disciplina donde haya modelos matemáticos muy complejos puede aprovechar la computación cuántica para simularlos de forma más fiel y alcanzar una solución de manera más precisa y eficiente.
Más allá de sus aplicaciones industriales, la tecnología cuántica tiene el potencial de ayudar a afrontar desafíos como el cambio climático. Estudiando datos meteorológicos a gran escala, los algoritmos podrían elaborar una mejor predicción del tiempo para anticipar la generación de energía y optimizar el equilibrio entre la oferta y la demanda, favoreciendo la sostenibilidad del sistema energético.
Conclusión
La apuesta de Japón por la computación cuántica transciende el ámbito científico: es un ejercicio de soberanía nacional. Al priorizar el desarrollo de una tecnología íntegramente nacional y fomentar modelos de computación híbrida, el país nipón busca reducir su dependencia a las grandes potencias tecnológicas y anticiparse a un cambio de paradigma en la seguridad global.
Con un numerosos y avanzados centros de investigación, el desafío ahora reside en transformar su excelencia científica en un motor de competitividad económica tangible. Si consigue que la academia y la necesidad industrial converjan de forma fluida, Japón podría no solo asegurar su relevancia en el mercado global, sino establecer el estándar de cómo una nación puede liderar una revolución digital mediante un ecosistema de instituciones públicas y privadas.
