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Preparación de Artículos revista VISIÓN ELECTRÓNICA: algo más que un estado sólido 
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ESTADO DEL ARTE EN COMPUTACIÓN CUÁNTICA (CC) CON 
PLATAFORMAS OPEN SOURCE 
 
 STATE OF THE ART IN QUANTUM COMPUTATION (QC) WITH OPEN 
SOURCE PLATFORMS 
 
Henry Mauricio Cárdenas Martínez1, Jhonatan Camilo Laverde Forero2, Gerardo 
Castang Montiel3 
 
Resumen: La idea que subyace al paradigma de la CC estriba en la capacidad de 
almacenamiento de información en valores de amplitud que usan sistemas basados en 
qubits o bit cuánticos –no en bits-, y en el procesamiento de la misma cuando se 
requieren transformaciones para cambiar estas amplitudes de una manera precisa y 
controlada. Por lo anterior, la descripción de los estados en una computadora 
evoluciona obedeciendo a algoritmos distintos a los conocidos: corrigiendo errores y 
digitalizando cálculos arbitrariamente precisos a través de recursos limitados. La 
presente investigación documental, adelantada por el grupo de investigación Orión, 
establece un estado del arte del conocimiento en CC cuyas plataformas de desarrollo 
sean tipo open source. Se establece una metodología basada en índices para 
categorizar y subcategorizar la CC, como lo son los fundamentos y antecedentes, la 
historia de la CC, el concepto y su funcionamiento, empresas que implementan el 
campo de la CC, las aplicaciones, plataformas que se manejan en la CC, la 
arquitectura y por último, los lenguajes de programación. Identificación de bases de 
datos como IEEE-Xplore, EBSCO, y sitios web, las fuentes donde ilustrar los 
conceptos fundamentales y los desarrollos que empresas han concretado en 
 
1 Tecnólogo en Sistematización de Datos. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia. Filiación institucional: 
SPIRA S.A.S. Email: henry.cardenas@spira.co. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1193-0698 
2 Tecnólogo en Sistematización de Datos. Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia. Filiación institucional: 
JAZZPLAT COLOMBIA. Email: jhonatanlf@jazzplat.co. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3265-4175 
3 Ingeniero Electrónico, Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Colombia. Docente Universidad Distrital Francisco 
José de Caldas, Colombia. Email: gerardocastang@gmail.com. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9788-5121 
 
 
aplicaciones usando este nuevo paradigma. Se identifican e interpretan las 
plataformas open source orientadas a la educación como una línea de base para 
futuras investigaciones. 
Palabras clave: Bit, superposición, qubit, procesador, algoritmos, computación clásica. 
 
Abstract: The idea underlying the CC paradigm lies in the storage capacity of 
information in amplitude values that use systems based on qubits or quantum bits -not 
in bits-, and in the processing thereof when transformations are required to change 
these amplitudes in a precise and controlled manner. Therefore, the description of the 
states in a computer evolves obeying algorithms other than those known: correcting 
errors and digitizing arbitrarily precise calculations through limited resources. The 
present documentary research, carried out by the Orion research group, establishes a 
state of the art of knowledge in CC whose development platforms are open source. A 
methodology based on indexes is established to categorize and subcategorize the CC, 
as are the foundations and antecedents, the history of the CC, the concept and its 
operation, companies that implement the field of CC, the applications, platforms that 
are managed in the CC, the architecture and finally, the programming languages. 
Identification of databases such as IEEE-Xplore, EBSCO, and websites, the sources 
where illustrate the fundamental concepts and developments that companies have 
specified in applications using this new paradigm. Open source platforms oriented to 
education are identified and interpreted as a baseline for future research. 
Key Words: Bit, overlap, qubit, processor, algorithms, classical computing
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1. Introducción 
La idea de la CC es almacenar información en los valores de amplitudes complejas 2N que 
describen la función de onda de N sistemas de dos niveles (qubits), y procesar esta 
información mediante la aplicación de transformaciones unitarias (compuertas cuánticas), 
que cambian estas amplitudes de forma precisa y de manera controlada. Se estima que el 
valor de N necesario para tener una máquina útil es 103 o más. Tenga en cuenta que incluso 
21000 ~ 10300 es mucho mayor que la cantidad de protones en el Universo. [1] 
No obstante, las computadoras cuánticas funcionan de manera similar a las computadoras 
comunes pues ambas dependen del concepto de máquina de Turing; entonces conviene 
introducir este concepto. La máquina de Turing es una tira de cinta infinitamente larga 
dividida en cuadrados que son leídos por una máquina. Un dispositivo teórico que podía 
desarrollar cualquier problema matemático representado por un algoritmo. La idea básica de 
un sistema operativo. [2] En cada cuadrado hay un 0 o 1, o un espacio en blanco. Bajo este 
mecanismo, donde la unidad básica de información, el bit, se representa como 0 o 1, se 
interpreta un cabezal de lectura y escritura. Para el caso cuántico, esto significa que en 
cualquier casilla puede haber un 0, 1 o ambos 0 y 1, y cada punto intermedio. 
De otro lado, en la actualidad, los ambientes virtuales que por medio de software educativo 
permiten generar una simulación de algún tema en específico donde el usuario tiene la 
posibilidad de interactuar, han contribuido al desarrollo cognitivo y a potenciar nuevas 
formas de pensamiento, [3]. Desde este punto de vista, los videojuegos en el ámbito de la 
computación cuántica han aportado en la construcción del conocimiento y la formación de las 
personas que estudian el tema, porque cuando video-juegan se hace necesaria la utilización 
y la activación de estímulos relacionados con los dos hemisferios del cerebro, de manera 
 
 
interactiva y mutuamente reforzada. La emoción, el instinto, la fantasía y el desorden nos 
ofrecen la oportunidad de razonar, deducir, analizar y sintetizar con rigor. 
El presente artículo describe la investigación documental que conduce a establecer un 
estado del arte en CC y sus aplicaciones de acceso abierto enfatizando en las aplicaciones 
realizadas en el marco de la CC, y qué organizaciones y su evolución se han destacado en 
este campo. 
 
2. Metodología 
La categorización del tema central se delimitó así: fundamentos y antecedentes históricos de 
la computación cuántica; conceptos y funcionamiento de la CC; las plataformas de 
computación cuántica de acceso libre que se construyeron en Norte América y Europa entre 
los años 2016 y 2018; la arquitectura general de las plataformas; los lenguajes de 
programación para software cuántico -Quipper, ScaffCC/Scaffold, QWire-, entre otros; el 
sector empresarial que trabaja con la CC y finalmente las tendencias, perspectivas y desafíos 
de la CC. Se utilizó el Método por índices para la construcción de la revisión [4]. La figura 1 
establece las categorías y las subcategorías mencionadas. El aval de esta metodología fue 
por análisis de expertos del Grupo de Investigación Orion de la Universidad Distrital 
Francisco José de Caldas. 
 
Figura 1. Metodologíaimplementada. 
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3. Desarrollo del tema 
3.1 FUNDAMENTOS Y ANTECEDENTES 
El pensamiento cuántico se venía dando con paradojas en campos matemáticos como en el 
caso de David Hilbert en su famosa dirección de 1900. Mantuvo como uno de los grandes 
problemas matemáticos durante más de medio siglo, hasta que finalmente fue "resuelto". El 
propio Cantor creía que no había infinitos intermedios, y llamó a esta conjetura la Hipótesis 
del Continuum. Cantor estaba extremadamente frustrado consigo mismo por no poder 
demostrarlo [5]. Pero ¿Por qué nace el deseo de investigar otras leyes y diferentes teorías a 
la tradicional clásica? Bueno pues, se descubrió que las leyes de Newton y Maxwell son una 
aproximación a esta teoría más general de la física cuántica. 
La aproximación clásica de la mecánica cuántica se mantiene muy bien en la escala 
macroscópica de objetos como planetas, aviones, balones de fútbol o incluso moléculas. 
Pero en la "escala cuántica" de los átomos, electrones y fotones individuales, la aproximación 
clásica se vuelve muy imprecisa, y la teoría de la física cuántica debe tenerse en cuenta [6]. 
Sin embargo, en el campo de la CC no todo pueden ser ventajas. Esta nueva tecnología 
afronta retos y dificultades que aún no han podido ser solucionadas. En sí, los principales 
problemas que limita a la CC es el sobrecalentamiento por la cantidad de operaciones y 
procesos que se usan en el código y el problema de tolerancia a errores. [7], [8]. Las tres 
líneas iteran un número exponencial de veces (2n / 2) al factorizar un número de n bits. Esto 
conduce a un gasto exponencial de energía, dado el modelo termodinámico kT de energía 
mínima por operación binaria. Los qubits son muy vulnerables a los errores, por lo que se 
necesita un código de corrección de errores cuánticos (QECC) para construir una 
computadora cuántica confiable. 
 
 
Todo el desarrollo se ha venido dando desde tiempos mucho antes de que se vinieran a 
implementar los prototipos actuales; es decir, anteriormente ya se venían dando posturas de 
cómo sería un sistema cuántico pero que a la final aún no estaba en desarrollo. 
Aproximadamente desde el año 1900, existe un modelo teórico de la computación cuántica, 
producto de la investigación de varios años; pero por diferentes motivos aún no se ha dado 
su salida a la luz pública como el camino a la tecnología de la nueva era, rompiendo 
paradigmas de la computación tradicional, y abriendo la puerta al mundo cuántico. 
La mecánica cuántica surge como necesidad para explicar hechos inexplicables en el mundo 
de la mecánica clásica. Cuando se intenta utilizar la mecánica y la electrodinámica clásicas 
para explicar los fenómenos atómicos, los resultados a que conducen se encuentran en 
franca contradicción con la experiencia [9]. Si se implementa la mecánica cuántica para la 
explicación a lo “inexplicable” la computación cuántica es un nuevo campo fascinante en la 
intersección de la informática, las matemáticas y la física, que se esfuerza por aprovechar 
algunos de los aspectos extraños de la mecánica cuántica para ampliar nuestros horizontes 
computacionales [10]. Sin embargo, aparte de los ejemplos conocidos, encontrar una 
aplicación de computación cuántica es un desafío. Diseñar un buen algoritmo cuántico es 
una tarea desafiante. Esto no deriva necesariamente de la dificultad de la mecánica cuántica. 
Más bien, el problema radica en nuestras expectativas: un algoritmo cuántico debe ser más 
rápido, computacionalmente menos complejo que cualquier algoritmo clásico conocido para 
el mismo propósito [11]. 
 
3.2 HISTORIA. 
Las computadoras cuánticas se inventaron en la década de 1980 por Richard Feynman y sus 
colegas, pero recientemente han logrado que se vuelvan capaces de funcionar tan bien como 
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las supercomputadoras [12] . En 1994, Peter Shor ideó un algoritmo cuántico que calcula los 
factores primos de un gran número de manera mucho más eficiente que una computadora 
clásica. [13]. 
Como tal la primera persona que propuso una teoría fue Paul Benioff del Laboratorio 
Nacional Argonne donde aplicó por primera vez la teoría cuántica a las computadoras en 
1981 [14] esto con el fin de aprovechar las leyes cuánticas en el entorno de la computación. 
En vez de trabajar a nivel de voltajes eléctricos, se trabaja a nivel de quantum. [15]. 
En 1985 David Deutsch dio una base matemática sólida a la propuesta de Feynman. 
Deutsch explicó cómo podría funcionar una computadora cuántica universal y describió su 
funcionamiento como secuencias de operaciones elementales sobre qubits [16]. Para 
1993 Dan Simon desde el departamento de investigación de Microsoft, surgió un problema 
teórico que demostraba la ventaja práctica que tendría un computador cuántico frente a uno 
tradicional [17]. En 1993, Charlie Bennett junto con sus compañeros del Centro de 
Investigación Watson del IBM en Nueva York mostraron cómo transmitir información cuántica 
de un punto del espacio a otro sin atravesar el espacio intermedio. Desde entonces se han 
conseguido batir distintas marcas de distancias. El récord está ahora en unos 100 km) [18]. 
Después del trabajo pionero de D. Deutsch, el cálculo cuántico aún permanecía una 
curiosidad marginal en la teoría hasta 1994, cuando Peter W. Shor presentó sus algoritmos 
cuánticos para factorizar enteros y extracción de logaritmos discretos en tiempo polinomial 
[19]. En el año de 1996 Lok Grover crea un algoritmo el cual lleva su nombre y es usado en 
computación cuántica para la búsqueda en una secuencia no ordenada de datos y con una 
necesidad adicional de espacio de almacenamiento. [20] En 1997 se iniciaron los primeros 
experimentos prácticos y se abrieron las puertas para empezar a implementar todos aquellos 
 
 
cálculos y experimentos que habían sido descritos teóricamente hasta entonces. El primer 
experimento de comunicación segura usando criptografía cuántica se realiza con éxito a una 
distancia de 23 Km. Además se realiza el primer teletransporte cuántico de un fotón. [21] 
Tiempo después en el año de 1998 Isaac Chuang dirige el grupo de Berkeley que desarrolla 
la primera computadora cuántica de 1 qubit [19]. Durante ese mismo año, nació la primera 
máquina de 2-Qbit, que fue presentada en la Universidad de Berkeley, California (EE.UU.) 
Un año más tarde, en 1999, en los laboratorios de IBM-Almaden, se creó la primera máquina 
de 3-Qbit y además fue capaz de ejecutar por primera vez el algoritmo de búsqueda de 
Grover [21]. 
En el 2000 se tenía el ordenador cuántico de IBM con más potencia tiene con 'solo' 5 qubits 
de capacidad, pero el objetivo que se propusieron es poder construir uno con 50 qubits, algo 
que superaría a los súper ordenadores más potentes del momento. Sin embargo, para 
conseguir toda esa potencia también necesitan mejorar la protección de los qubits. Dado que 
son muy delicados y necesitan funcionar a temperaturas cercanas al cero absoluto, cualquier 
cambio de temperatura podría desestabilizarlos y producir errores de cálculo [22]. 
IBM y la Universidad de Stanford, consiguen ejecutar por primera vez el algoritmo de Shor en 
el primer computador cuántico de 7-Qbit desarrollado en Los Álamos. En el experimentose 
calcularon los factores primos de 15, dando el resultado correcto de 3 y 5 utilizando para ello 
1018 moléculas, cada una de ellas con 7 átomos [23]. El Instituto de “Quantum Optics and 
Quantum Information” en la universidad de Innsbruck (Austria) anunció que sus científicos 
habían creado el primer Qbyte, una serie de 8 Qubits utilizando trampas de iones [24]. 
En el 2006 teóricos y experimentales en el Instituto de Computación Cuántica (IQC) y el 
Instituto Perimeter de Física Teórica (PI) en Waterloo, junto con MIT, Cambridge, 
presentaron un método de control operacional en el procesamiento de información cuántica 
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que se extiende hasta 12 qubits lo decodificaron utilizando procesadores de información 
cuántica de resonancia magnética nuclear de estado líquido [25]. 
En septiembre de 2007, dos equipos de investigación estadounidenses, el National Institute 
of Standards (NIST) de Boulder y la Universidad de Yale en New Haven consiguieron 
unir componentes cuánticos a través de superconductores. De este modo aparece el 
primer bus cuántico, y este dispositivo además puede ser utilizado como memoria 
cuántica, reteniendo la información cuántica durante un corto espacio de tiempo antes 
de ser transferido al siguiente dispositivo [26]. 
Según la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) de los EEUU, un equipo de científicos 
consiguió almacenar por primera vez un Qubit (el equivalente a un "bit" del "mundo 
clásico", pero en el "mundo cuántico") en el interior del núcleo de un átomo de fósforo, y 
pudieron hacer que la información permaneciera intacta durante 1.75 segundos. Este 
periodo puede ser expansible mediante métodos de corrección de errores, por lo que es 
un gran avance en el almacenamiento de información [27]. 
Leonardo DiCarlo, un argentino radicado en Holanda y profesor de física en la Universidad 
Tecnológica de Delft, considerado una eminencia con sus apenas 38 años, en 2009, 
mientras terminaba sus estudios en la Universidad de Yale, EEUU, creó en equipo el primer 
procesador cuántico de estado sólido. "Se había hecho en sistemas atómicos y moleculares, 
pero logramos crear un mini procesador con un circuito integrado", menciona [28]. 
Ya en el 2011 La primera computadora cuántica comercialmente disponible en el mundo, que 
utiliza los principios de la mecánica cuántica en lugar de la mecánica clásica, se vendió a la 
empresa aeroespacial, de defensa y seguridad Lockheed Martin [29]. 
 
 
Por ultimo cabe mencionar que durante las últimas dos décadas, el laboratorio de Vuckovic 
ha tratado de desarrollar nuevos tipos de chips de computadora cuántica. Recientemente, ha 
unido fuerzas con otras en todo el mundo para probar tres formas diferentes de aislar 
electrones para interactuar con los láseres. [30] 
 
3.3 CONCEPTO Y FUNCIONAMIENTO 
Las normas y comportamientos que rigen la computación cuántica son muy diferentes al 
enfoque clásico. Hay que partir de que estos sistemas ya no son deterministas sino 
probabilísticos. La nueva tendencia de medida y factor clave va a ser la probabilidad y la 
entropía. La entropía de von Neumann de una superposición de qubits mide la distribución de 
las probabilidades. Describe la salida del estado de un estado puro. Para un estado puro, no 
hay incertidumbre durante la medición. Cuanto mayor es la entropía, mayor es la 
incertidumbre durante la medición [31]. 
Un punto vital y muy relevante en la computación cuántica (y ya para ver un cambio respecto 
al enfoque clásico) es definir este término como un paradigma, el cual tiene un diferente 
enfoque al de la computación clásica. Esta rama a tratar se basa en el uso de qubits el cual 
puede ser 0, puede ser 1 y puede ser 0 y 1 a la vez, siendo esta una ventaja para poder 
realizar múltiples operaciones de forma simultánea según el número de qubits. Caso opuesto 
al de la computación digital o clásica que maneja bits y solamente pueden tomar los valores 
de 0 ó 1 [32]. 
En la física clásica podemos decir que la F= ma (Fuerza = masa * aceleración) pero para la 
física cuántica esto presenta una indefinición tanta con el transcurrir del tiempo que no 
podemos asegura esto en una partícula, no puedo ver el estado real de la partícula como del 
sistema en sí. Esto se tiene que determinar por medio de la probabilidad de que una partícula 
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este en un estado o en otro. El modelo de computación cuántica habla de la superposición, o 
sea tener más de una posición en un momento dado, pero como hago para saber la posible 
posición, esto se basa en la probabilidad [33]. La información cuántica es en cierto sentido 
una combinación de dos piezas de información clásica, información sobre dos observables 
físicos que son complementarios en el sentido expuesto por Bohr y ejemplificado por la onda 
dualidad de partículas en el experimento de doble rendija [34]. 
 
Figura 2. Efecto túnel. La parte superior de la figura representa la situación descrita por la física clásica. La 
parte inferior de la figura representa la situación que describe la física cuántica [35]. 
 
3.4 COMPAÑÍAS QUE IMPLEMENTAN FÍSICA CUÁNTICA 
En la actualidad, la computación cuántica ha ido avanzando progresivamente pero que a su 
vez es un estudio complejo que tiene varias contraindicaciones. La tecnología va avanzando 
rápidamente y algunas compañías como IBM [36], Google, Microsoft Corp., la canadiense D-
Wave Systems Inc. [37] la cual cabe destacar que en Canadá, fue la primera en el mundo en 
vender computadoras cuánticas. También están surgiendo varios otros estudios de 
 
 
computación cuántica, entre ellos el spin-offionQ de la Universidad de Maryland, que está 
desarrollando una computadora cuántica de iones atrapados, y PsiCorp, fundado por 
investigadores de la Universidad de Bristol, que está desarrollando una computadora 
cuántica fotónica utilizando chips de silicio. [38] Y la startup Rigetti Computing [39], con sede 
en California, están esforzándose por crear máquinas que las empresas puedan usar [40]. 
Por ejemplo, en el caso de IBM, su objetivo es construir computadores cuánticos de 
aplicabilidad práctica en el mundo de la ciencia y de los negocios [41], o en el caso de google 
con el Dubbed Bristlecone, que es un sistema de 72 qubits [42], con el que se quiere llegar a 
la supremacía cuántica; Microsoft implementando algoritmos que simulen comportamientos 
de una computadora cuántica como el software LIQUI [43] y los 2000 qubits de D-Wave, el 
D-Wave 2x está considerado como uno de los ordenadores más avanzados y sofisticados de 
la actualidad [44]. 
Todas estas compañías avanzan en sus investigaciones y compiten entre las mismas por 
tener el mejor resultado posible. Esto nos lleva a que posiblemente en algunos años 
podamos presenciar un ordenador cuántico como tal y ya no solo sea un hecho ficticio. 
Inclusive la IEEE [45] ya están intentando estandarizar las nuevas tecnologías y protocolos 
que se implementarán posteriormente con la computación cuántica [46]. 
 
3.5 APLICACIONES DE LA COMPUTACIÓN CUÁNTICA 
A continuación se podrá conocer las principales plataformas de acceso libre sobre 
computación cuántica en el cual el usuario puede ingresar e interactuar de forma gratuita.La 
idea de analizar este tema, se generó por una investigación que se realizó por autoría propia, 
donde se realizó un estudio y análisis en la universidad Distrital Francisco José de Caldas 
facultad tecnológica en el pregrado de Ingeniería en Telemática, en forma de un artículo 
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donde se evidencia que con la herramienta Quantum Game el cual es una herramienta de 
acceso libre, se lograba complementar y ayudar a fomentar el conocimiento de lo que es la 
computación cuántica; con los resultados que se obtuvieron, se puede deducir que 
efectivamente los estudiantes relacionan de una forma mejor esta rama de la física y 
tecnología con la ayuda de aplicaciones complementarias, por lo tanto se procedió a 
investigar que otras herramientas existen y cuál es el enfoque de cada una. 
PRIMER JUEGO CUÁNTICO CAT-BOX SCISSORS 
 
Figura 3. Interfaz primer juego cuántico “Cat/box/scissors”) 
Básicamente es una versión cuántica de piedra / papel / tijeras. Este tiene cinco bits 
cuánticos. Uno de ellos actuará como árbitro y nos dirá quién gana. Los otros cuatro son 
todos oponentes potenciales. Aunque solo jugaremos contra uno a la vez. Para hacer un 
juego de bits cuánticos, hemos visto el conjunto de cosas que podemos hacerles. Como 
inspiración, podemos ver lo que es posible para bits normales. Lo más simple que podemos 
 
 
hacer con un bit normal se llama puerta NOT. Cambia bits de 0 a 1 y de 1 a 0. Las 
computadoras cuánticas pueden hacer esto, pero también pueden ser un poco más 
sofisticadas. Por ejemplo, pueden hacer NOT la mitad, dejando el bit cuántico en un extraño 
estado de limbo entre 0 y 1. Una superposición cuántica, como el gato de Schrödinger. 
El juego está disponible en dos versiones, el juego se juega mejor usando la versión de 
ProjectQ (usando el archivo .py). También se puede jugar directamente utilizando la interfaz 
de IBM Quantum Experience (usando el archivo .qasm). En cualquier caso, necesitará una 
cuenta de Quantum Experience para acceder a su dispositivo [47]. 
3D PUZZLES 
 
Figura 4. Interfaz juego cuántico “3D Puzzles” 
El investigador del instituto Riken en Saitama (Japón) Simon Devitt, que ha desarrollado un 
juego en línea que podría jugar un papel decisivo en el futuro de la programación cuántica. 
No sólo puede el juego ayudar a los humanos a crear mejores programas, también podría 
ayudar a una nueva generación de máquinas de inteligencia artificial a asumir esa tarea. Ha 
desarrollado una potente manera de visualizar los programas cuánticos como cuadrículas en 
3D con secciones entrelazadas que representa cómo se almacena y procesa la información. 
Para optimizarlos hay que simplificar la cuadrícula al mover, encoger, estirar y reconfigurar 
las secciones entrelazadas de forma que preserven la misma topología [48]. 
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QUANTUM AWESOMENESS 
 
Figura 5. Interfaz juego cuántico “Quantum awesoness” 
Quantum Awesomeness es un juego de rompecabezas simples. Cada rompecabezas está 
formado por una cuadrícula de puntos de colores con números en cada punto. Cada punto 
debe tener un color y número similares a uno de sus vecinos. El trabajo del jugador es 
buscar estas similitudes y usarlas para emparejar todos los puntos. Este es el objetivo para 
el jugador. Habrá una condición de Game Over cuando los rompecabezas se vuelvan 
demasiado duros. Entonces el jugador debe tratar de pasar tantas rondas como sea posible 
antes de que eso suceda [49]. 
HELLO QUANTUM 
 
Figura 6. Interfaz juego cuántico “Hello quantum” 
 
 
Hello Quantum es un juego de rompecabezas diseñado para enseñar los principios 
introductorios de la computación cuántica. Este juego fue diseñado en IBM Research en 
Yorktown Heights, Nueva York en colaboración con el profesor James Wootton University of 
Basel, Suiza [50]. 
MEQANIC 
 
Figura 7. Interfaz juego cuántico “Meqanic” 
Meqanic, es un juego de rompecabezas basado en la física que enfrenta contra el Universo. 
Meqanic no se evidencia como un juego; es un simulador de mecánica cuántica completo y 
preciso. Este es diferente a cualquier otro juego que se haya jugado. Meqanic tiene reglas, 
pero NO son intuitivas porque están basadas en las leyes cuánticas que rigen el Universo 
mismo. Depende de cada jugador resolverlos sobre la marcha. Ser bueno en Meqanic 
requiere un cambio fundamental en la forma de pensar. Meqanic es un juego desafiante con 
infinita complejidad y significado [51]. 
QUANTUM GAME 
 
Figura 8. Interfaz juego cuántico “Quantum game” 
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Se trata de un juego en el que fotones, espejos, detectores, filtros polarizadores y otros 
elementos interactúan sobre una mesa. Cada nivel del juego plantea un problema y sólo hay 
que colocar los componentes de la forma correcta –sabiendo lo que hace cada uno de ellos– 
para resolverlo y pasar al siguiente nivel. Es una especie de «simulador de física cuántica», 
donde cada componente se comporta más o menos como lo haría en el mundo físico. 
Muchos de los conceptos e ideas de algunos de los niveles del juego se utilizan en 
computación cuántica [52]. 
IBM QUANTUM COMPUTING 
 
Figura 9. Interfaz plataforma cuántica “IBM QUANTUM COMPUTING” 
Lanzado en marzo de 2017, IBM señaló que Q es una iniciativa para construir sistemas de 
computación cuántica universales disponibles comercialmente para aplicaciones comerciales 
y científicas. Los sistemas y servicios IBM Q se entregarán a través de la plataforma IBM 
Cloud. IBM abrió por primera vez el acceso público a sus procesadores cuánticos hace un 
año, para servir como una herramienta de habilitación para la investigación científica, un 
recurso para las aulas universitarias y un catalizador de entusiasmo para el campo. [53]. 
 
3.6 ARQUITECTURA DE LAS PLATAFORMAS DE COMPUTACION CUANTICA 
 
 
La maquinaria de computación cuántica física de la actualidad (que recuerda a las primeras 
computadoras clásicas de la década de 1940) es grande en tamaño. Requiere un entorno 
físico especial y condiciones para funcionar correctamente. Se compone de cinco capas, tres 
de las cuales contienen hardware y circuitos puramente cuánticos y dos consisten en 
hardware y software clásicos: 
1. Capas cuánticas Se puede pensar que estas capas comprenden la Unidad de 
Procesamiento Cuántico (QPU). 
(a) Módulos físicos: incluye hardware cuántico que normalmente hace uso de bucles 
superconductores para la realización física de qubits. Además, también contiene el 
acoplador qubit físico / circuito de interconexión entre otros elementos que son 
necesarios para las operaciones de control y direccionamiento de qubit. 
(b) Puertas lógicas cuánticas - Circuitos físicos [16, x5.5] que conforman compuertas 
lógicas quántum. 
(c) Interfaz clásico-cuántica. Incluye el hardware y el software que proporciona la 
interfaz entre las computadoras clásicas y una QPU. 
2. Capas Clásicas 
(a) Entorno de programación cuántica: proporciona elementos talescomo: i) el 
lenguaje de ensamblaje quantum necesario para instruir a una QPU, ii) las 
abstracciones de programación necesarias para escribir programas cuánticos en un 
lenguaje de programación de alto nivel y iii) compatibilidad con simuladores así como 
IDEs, etc. 
(b) Aplicaciones comerciales: Aplicaciones de software Quantum escritas para 
satisfacer los requisitos comerciales. [54] 
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Figura 10. Arquitectura de plataformas de computación cuántica 
 
3.7 LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN CUÁNTICOS 
En los últimos años se propusieron varios lenguajes de programación cuántica, desde 
imperativo hasta funcional y de bajo nivel hasta alto nivel. Lenguajes como Quipper, ScaffCC 
/ Scaffold, LIQUiji, QWire, Quil, Q # y ProjectQ permiten la programación de computadoras 
de cuantía. Quipper es un lenguaje de programación cuántica funcional fuertemente tipado, 
integrado en Haskell; Scaffold es un lenguaje de programación independiente tipo C y su 
compilador ScaffCC aprovecha el marco LLVM; QWire está integrado en el sistema de 
prueba Coq; LIQUiji está incrustado en F #; Q # es un lenguaje independiente tipo F #, y 
ProjectQ y Quil están integrados en Python. Todos los idiomas mencionados ofrecen marcos 
extensibles para la descripción y manipulación del circuito cuántico, y algunos de ellos 
ofrecen descomposición de compuertas y métodos de optimización de circuitos, algún flujo 
de control clásico, y la exportación de circuitos cuánticos para fines de representación o 
costeo de recursos. 
 
 
Teóricamente, sería suficiente si un lenguaje de programación para computación cuántica 
soportara el conjunto de puerta del hardware objetivo. La similitud entre dicho enfoque y el 
lenguaje de ensamblaje clásico trajo a la existencia lenguajes de ensamblaje cuántico tales 
como QASM y OPEN-QASM. Si bien es suficiente para el hardware cuántico actual, que es 
capaz de realizar algunas operaciones de compuerta en menos de 20 qubits, la 
programación en dicho lenguaje no es ni escalable ni particularmente fácil de usar. Más bien, 
un lenguaje de programación cuántica debería proporcionar abstracciones de alto nivel para 
acortar los tiempos de desarrollo y permitir la portabilidad en una amplia gama de backends 
de hardware cuántico, similar a los compiladores actuales para lenguajes de alto nivel 
clásicos como C ++. Además de las subrutinas puramente clásicas y puramente cuánticas, 
los algoritmos cuánticos típicos también requieren que se evalúen las funciones clásicas en 
una superposición de entradas, por ejemplo, la exponenciación modular en el algoritmo de 
Shor para la factorización. 
 
3.8 TENDENCIAS, PERSPECTIVAS Y DESAFÍOS DE LA CC 
 
Figura 11. Línea de tiempo tecnologías cuánticas 2.015 - 2.035 
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Si se construye el ordenador en mentes criminales no solo afectaría la seguridad sino que 
tendrían el poder de responder y replantear soluciones a enigmas que no son lo 
suficientemente claros y descritos por la ciencia. Es clara la realidad que vive la ciencia por 
implementarlo y de las organizaciones por las cantidades exorbitantes de dinero que 
destinan para este elemento, aún no se sabe cuándo se podrá disponer de este computador 
se calcula que en unos 25 a 35 años se tendrían en cada hogar del mundo, por el 
momento solo se debe esperar a que la ciencia avance lo necesario como para resolver 
cuestionamientos que aún no poseen soluciones efectivas. Actualmente el problema de 
crear un computador cuántico es de mantener su estabilidad en el tiempo, donde cada 
físico al agregar un qubit más la tarea de ingeniería se hace más laboriosa. Al agregar más 
qubits se hace más vulnerable el factor de la decoherencia, en donde el estado del qubit se 
degrada. La decoherencia puede ser ocasionada por las interacciones con el mundo y se 
generan problemas para mantener la coherencia en el sistema por más de varios segundos. 
Sin embargo se han dado varios progresos, en 1995 en la US Instituto Nacional de 
Estándares y Tecnología se construyó la primera compuerta cuántica de dos qubits y en el 
2005 un equipo liderado por el profesor Rainer Blatt en el Instituto de Física Experimental 
en Austria construyó un prototipo de computador cuántico utilizando unos pocos iones de 
calcio. Su grupo estaba en un nivel de enredamiento de ocho iones de calcio, lo máximo [9]. 
El National Institute of Standards and Technology dispone de un programa específico de 
computación cuántica que al igual que el de la prestigiosa Universidad de Yale pretenden 
ofrecer avances reales en este complicado campo que podría revolucionar la informática a 
medio plazo. Por primera vez se ha conseguido unir dos de esos procesadores cuánticos 
mediante un enlace de circuitos superconductores, creando una cavidad a través de la cual 
se transmitían los datos cuánticos. Para lograr las propiedades de superconducción todo el 
 
 
dispositivo fue enfriado a bajas temperaturas. La importancia de este descubrimiento reside 
en el hecho de que este tipo de bus cuántico será utilizado con mucha probabilidad en los 
computadores cuánticos del futuro o al menos, será la base de los futuros buses de 
comunicación y ahora centrarán sus investigaciones en la estabilidad de las 
comunicaciones con más de 6 qubits, que fue la referencia inicial que sí funcionó 
sin problemas. 
Los mayores retos que tiene actualmente el computador cuántico es el aislamiento del qubit 
ya que cualquier contacto con su mundo macroscópico rompe la coherencia lo que haría 
posible hasta su mera observación, por lo tanto, es necesario mantener al qubit totalmente 
aislado para ello hay que retenerlo con una trampa iónica, es decir, mantenerlos suspendido 
entre campos magnéticos y ases de rayos lásers esto hace muy difícil imaginar que aspecto 
tendrá el computador cuántico. [55] 
 
4. Conclusiones 
Se investigó el estado del arte sobre las aplicaciones que se han creado relacionadas a 
computación cuántica y estas como ayudan a mejorar el aprendizaje de este tema en los 
estudiantes, por lo tanto se citó un artículo adicional de autoría propia, donde se evidencia 
una investigación la cual refleja que las herramientas de licencia libre si son útiles en el 
momento de aprendizaje, siendo el foco de análisis los estudiantes de la Universidad 
Distrital Francisco José de Caldas Facultad Tecnológica del pregrado Ingeniería en 
telemática, donde se evidencia que el 80% de los encuestados afirmaron que Quantum 
Game, aclaró definiciones de la computación cuántica, asi mismo se preguntó si la 
plataforma de IBM y Quantum Game fueron una ayuda complementaria para la materia de 
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computación cuántica, el 65% afirmo que si fueron útiles. Cabe resaltar que el 75% de los 
encuestados se les facilitó el aprendizaje de la herramienta Quantum Game. 
Por otra parte se logró conocer las empresas que se dedican a investigar o realizaraportes a 
la ciencia en cuanto a computación cuántica y asi mismo que desarrollos han generado, 
evidenciándose que las compañías pioneras en este tema se encuentran ubicadas en Norte 
América tales como IBM, Google y DWave Systems. Por último se evidenció que la 
computación cuántica es un tema que las compañías y científicos pretenden seguir 
investigando para poder superar las creaciones existentes como el ordenador de 2000 qubits 
de la compañía D-Wave, el cual es considerado como uno de los ordenadores más 
sofisticados en la actualidad. 
 Finalmente en una línea de tiempo entre el 2.015 y el 2.035, se tiene un planteamiento en el 
que se dice que probablemente en cada hogar se pueda contar con un computador cuántico 
para el uso diario, otra incógnita que no es clara es hasta que limite de qubits, los científicos 
lograrán crear para los computadores cuánticos. 
 
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