Fujitsu y la Universidad de Osaka desarrollan nuevas tecnologías para el cálculo energético de materiales químicos en ordenadores cuánticos

Fujitsu Limited y el Centro de Información Cuántica y Biología Cuántica de la Universidad de Osaka han anunciado el desarrollo de una nueva tecnología diseñada para acelerar la aplicación industrial de los ordenadores cuánticos en la era de la computación cuántica tolerante a fallos en fase temprana (early-FTQC). Al combinar la versión 3 de la arquitectura STAR, una arquitectura de computación cuántica con puertas de rotación de fase altamente eficiente y única, con una novedosa técnica de optimización de modelos moleculares, los investigadores han logrado reducir significativamente los requisitos de recursos computacionales.

Este avance permitirá realizar cálculos energéticos para el diseño de materiales químicos, como moléculas catalizadoras, en un plazo de tiempo realista utilizando ordenadores cuánticos early-FTQC. Este tipo de cálculos no es posible actualmente con los ordenadores convencionales y requeriría milenios incluso con versiones anteriores de la arquitectura STAR. Se espera que estas tecnologías contribuyan a abordar diversos desafíos sociales, como la aceleración del descubrimiento de fármacos, la mejora de la eficiencia en los procesos de síntesis de amoníaco y el avance en las tecnologías de reciclaje de carbono.

Antecedentes

La computación cuántica presenta un gran potencial en una amplia variedad de sectores, como el descubrimiento de fármacos, la criptografía y las finanzas. Sin embargo, los sistemas cuánticos actuales presentan altos niveles de error, y se considera que las aplicaciones prácticas requerirán, en general, ordenadores cuánticos con millones de qubits.

Con el objetivo de mejorar la corrección de errores y acelerar la aplicación práctica de la computación cuántica, Fujitsu y la Universidad de Osaka establecieron la arquitectura STAR versión 1 el 23 de marzo de 2023, seguida de la versión 2 el 28 de agosto de 2024. Esta última, equipada con avanzadas puertas de rotación de fase, amplió significativamente la escala de computación, permitiendo potencialmente cálculos early-FTQC de propiedades de materiales en estado sólido, como la superconductividad a altas temperaturas.

No obstante, el cálculo preciso de energías químicas moleculares complejas para aplicaciones prácticas seguía requiriendo recursos excesivos, y los métodos anteriores estaban limitados por una capacidad computacional insuficiente o por plazos de ejecución poco realistas.

Tecnología desarrollada recientemente

Esta investigación conjunta [1] ha demostrado que la combinación de las dos tecnologías siguientes permite realizar cálculos energéticos de materiales químicos con la precisión necesaria y en un tiempo práctico:

Desarrollo de la arquitectura STAR versión 3

Las versiones 1 y 2 de la arquitectura STAR ya habían demostrado una mayor eficiencia en computación cuántica mediante el uso de puertas de rotación de fase únicas frente a las arquitecturas FTQC convencionales basadas en puertas T
La versión 3 mejora la precisión computacional en más de 10 veces respecto a la versión 2 al integrar puertas de rotación de fase con puertas T lógicas
Este avance permite realizar cálculos moleculares más complejos con el mismo número de qubits y reduce los requisitos de tasa de error de los qubits

Figura 1: Comparación de conjuntos de puertas universales en arquitecturas de computación cuántica

2.Tecnología para la optimización de modelos moleculares

Esta tecnología de optimización de modelos moleculares está diseñada para su uso en ordenadores cuánticos que implementan la arquitectura STAR versión 3 y se aplica durante el proceso de generación de circuitos cuánticos a partir de modelos moleculares
Esta tecnología perfecciona métodos existentes, que reducen los recursos computacionales descomponiendo los modelos moleculares en múltiples términos y aplicando de forma selectiva dos técnicas —evolución temporal y muestreo aleatorio— con diferentes características según la importancia de cada término
La técnica reconfigura el modelo molecular manteniendo la precisión de la aproximación, redistribuye la importancia de los términos y optimiza el equilibrio entre ambas técnicas. Esto minimiza el número de puertas en los circuitos cuánticos para los cálculos de energía molecular, logrando una reducción significativa del tiempo de cómputo en comparación con los métodos convencionales

Figura 2: Principio de la optimización de modelos moleculares

Para validar la eficacia de estas tecnologías, los investigadores evaluaron el número de qubits y el tiempo de cálculo necesarios para realizar cálculos energéticos aplicables a nivel industrial en tres moléculas distintas: el citocromo P450, una enzima oxidante clave en el descubrimiento de fármacos; los clústeres de hierro-azufre, proteínas catalíticas implicadas en la síntesis de amoníaco y el metabolismo energético; y los catalizadores de rutenio, de especial relevancia en la química sintética.

En la actualidad, los cálculos energéticos precisos de estas moléculas no son viables con ordenadores clásicos debido a limitaciones de memoria. Incluso con la arquitectura STAR versión 2, estos cálculos requerirían varios milenios y sería difícil alcanzar un alto nivel de precisión debido a la escala computacional necesaria.

Los resultados de esta validación demuestran principalmente que la arquitectura STAR versión 3 reduce el número de qubits necesarios para realizar estos cálculos a entre 1/15 y 1/80 en comparación con las arquitecturas FTQC convencionales. Además, las entidades participantes confirmaron que estos cálculos son viables en ordenadores cuánticos early-FTQC incluso con una reducción en los requisitos de tasa de error físico de los qubits, pasando del 0,01 % al 0,10 %.

Figura 3: Número de qubits necesarios para el cálculo energético de tres moléculas

Además, la tecnología de optimización de modelos moleculares ha permitido reducir el tiempo de cálculo en tres órdenes de magnitud en comparación con su no utilización. Fujitsu y la Universidad de Osaka han confirmado que los tiempos de computación pueden reducirse de forma significativa hasta aproximadamente 35 días con una tasa de error de qubits del 0,10 % y hasta alrededor de 10 días con una tasa del 0,01 %.

Se espera que futuras reducciones en las tasas de error físico de los ordenadores cuánticos, junto con el uso de computación paralela mediante múltiples sistemas cuánticos, permitan acortar aún más los tiempos de cálculo, situándolos en niveles suficientemente prácticos.

Figura 4: Tiempo de computación necesario para el cálculo energético de tres moléculas

Planes futuros

Fujitsu y la Universidad de Osaka continuarán avanzando en la arquitectura STAR y en la tecnología de optimización de modelos moleculares, ampliando el rango de aplicaciones prácticas de los ordenadores cuánticos en la era early-FTQC. Ambas entidades aspiran a contribuir a la resolución de desafíos sociales mediante la aplicación de estas tecnologías en diversos sectores industriales, como el descubrimiento de fármacos, el desarrollo de nuevos materiales y las finanzas.

Nota
[1] Esta investigación ha sido respaldada por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (JST), el Programa de Plataformas de Innovación Abierta para la Co-creación Industria-Academia (COI-NEXT), “Quantum Software Research Hub” (JPMJPF2014); el programa Moonshot Goal 6 de la JST, “Realización de un ordenador cuántico universal tolerante a fallos que revolucionará la economía, la industria y la seguridad para 2050”, proyecto de I+D “Investigación y desarrollo de teoría y software para ordenadores cuánticos tolerantes a fallos” (JPMJMS2061); el Programa Insignia Quantum Leap del MEXT (MEXT Q-LEAP), y “Desarrollo de software cuántico mediante el diseño de sistemas cuánticos inteligentes y sus aplicaciones” (JPMXS0120319794).

Enlaces relacionados

Centro de Información Cuántica y Biología Cuántica de la Universidad de Osaka

Página de la arquitectura STAR

Fujitsu Quantum

Fujitsu Small Research Lab

Fujitsu y la Universidad de Osaka* desarrollan una nueva arquitectura de computación cuántica, acelerando el avance hacia la aplicación práctica de los ordenadores cuánticos

Fujitsu y la Universidad de Osaka* impulsan el progreso hacia la computación cuántica práctica al aumentar significativamente la escala de computación mediante la reducción del impacto de errores en la arquitectura cuántica

* Desde abril de 2025, el nombre oficial en inglés de Osaka University es “The University of Osaka”.

Materiales de la rueda de prensa

Celebrada el 25 de marzo de 2026

Material de presentación: Fujitsu y la Universidad de Osaka desarrollan nuevas tecnologías para el cálculo energético de materiales químicos en ordenadores cuánticos early-FTQC

Acerca de Fujitsu

El propósito de Fujitsu es hacer que el mundo sea más sostenible generando confianza en la sociedad a través de la innovación. Como socio de transformación digital elegido por clientes de todo el mundo, nuestros 113.000 empleados trabajan para resolver algunos de los mayores retos a los que se enfrenta la humanidad. Nuestra gama de servicios y soluciones se basa en cinco tecnologías clave: IA, Computación, Redes, Datos y Seguridad, y Tecnologías Convergentes, que unimos para ofrecer una transformación sostenible. Fujitsu Limited (TSE:6702) registró unos ingresos consolidados de 3,6 billones de yenes (23.000 millones de dólares) en el ejercicio fiscal finalizado el 31 de marzo de 2025 y sigue siendo la primera empresa de servicios digitales de Japón por cuota de mercado. Más información: global.fujitsu

Compromiso de Fujitsu con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) adoptados por las Naciones Unidas en 2015 representan un conjunto de objetivos comunes que deben alcanzarse en todo el mundo en el 2030. El propósito de Fujitsu – «hacer que el mundo sea más sostenible fomentando la confianza en la sociedad a través de la innovación»- es una promesa de contribuir a la visión de un futuro mejor potenciada por los ODS.

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Manifiesto sobre Medio Ambiente y Eficiencia Energética

El grupo Fujitsu tiene un histórica y consolidada vocación y compromisos con la Eficiencia Energética a través de su “Visión sobre el Clima y la Energía de Fujitsu”; una visión medioambiental a medio y largo plazo, dentro de su estrategia corporativa de Sostenibilidad, con el objetivo de llevar las emisiones de CO2 del Grupo Fujitsu a cero para el año 2050; así como contribuir a la consecución de una sociedad descarbonizada y a la adaptación al cambio climático, a través del suministro de tecnologías y servicios que apoyen la transformación digital.Nuestra visión se sustenta a su vez en tres pilares:"Nuestro Negocio: Lograr Cero Emisiones de CO2", "Mitigación: Contribuir a una sociedad descarbonizada" y "Adaptación: Apoyar las medidas de la sociedad para adaptarse al cambio climático".El Grupo Fujitsu utiliza las TIC de forma eficaz para acelerar sus propios esfuerzos y abandonar el carbono y, al proporcionar los conocimientos obtenidos de dichos esfuerzos a los clientes y a la sociedad como soluciones, aprovechar sus propias actividades empresariales como forma de mitigar el cambio climático y adaptarse a él.Consideramos que el cambio climático es un asunto que debe ser abordado seriamente y por ello venimos trabajando activamente con el fin de cumplir los objetivos que nos hemos fijado en nuestro Plan estratégico de Acción Medioambiental.Para afrontar esta cuestión como empresa líder, en 2015 reconocimos la necesidad de que Fujitsu tuviera una visión a largo plazo y abordara la misma como un grupo unido. Recopilamos, desde entonces, conocimientos clave y entablamos un diálogo con diversas partes interesadas, a través de entrevistas con instituciones y expertos externos, complementadas con el seguimiento de actividades de organizaciones de referencia.Teniendo en cuenta lo anterior, el Comité de Gestión Medioambiental, dirigido por nuestro Presidente, formuló esta Visión del Clima y la Energía de Fujitsu que hicimos pública en mayo de 2017.Así mismo, en abril de 2021, revisamos al alza los objetivos de reducción de emisiones en el año fiscal 2030 (mostrados en la Visión 1) del 33% al 71,4%, para acelerar nuestros propios movimientos hacia la descarbonización.

Pilar 1 (negocio):

Fujitsu tiene establecida la hoja de ruta para reducir las emisiones de CO2 a cero en tres fases para el año 2050, con su interés en tomar la iniciativa como empresa global de TIC para luchar por crear una sociedad descarbonizada. La hoja de ruta ha sido certificada en 1,5 ° C por la iniciativa Science Based Targets (SBTi) *1 que recomienda establecer objetivos científicamente consistentes.*1 Iniciativa establecida conjuntamente por el Pacto Mundial de las Naciones Unidas, el Instituto de Recursos Mundiales (WRI: World Resources Institute) y otras organizaciones en 2015. Anima a las empresas a establecer objetivos de reducción de las emisiones de GEI coherentes con las pruebas de base científica hasta el nivel exigido por el Acuerdo de París, validando los objetivos que cumplen los criterios que incluyen las emisiones indirectas no solo dentro de la empresa sino también en la cadena de suministro.

Este pilar se compone de tres fases:FaseⅠEn esta fase (hasta 2020), desde la perspectiva de la usabilidad y la eficiencia económica de la tecnología, en Japón desplegaremos horizontalmente las tecnologías de conservación de la energía que ya existen, verificaremos las nuevas tecnologías de conservación de la energía que utilizan la IA, etc., y avanzaremos en el uso de la energía baja en carbono. En el resto del mundo, implantaremos proactivamente las energías renovables, centrándonos en la UE.FaseⅡEn la Fase II (hasta 2030), el Grupo Fujitsu trabajará para establecer y extender la transición a la IA y a la ZEB*2, etc. para acelerar la reducción de emisiones. Además, ampliaremos la implementación estratégica de las energías renovables, que se espera que sean más fáciles de utilizar también en Japón, teniendo en cuenta las características locales y la eficiencia económica.*2 ZEB: Edificio de energía cero. Un edificio con un consumo de energía anual significativamente reducido que se consigue mediante la conservación de la energía en su estructura e instalaciones, y mediante la creación de energía utilizando la generación de energía solar, etc.FaseⅢEn ella (de 2030 en adelante), aceleraremos la implantación de energías renovables, cada vez más fáciles de usar, a la vez que las complementaremos con compensaciones de créditos de carbono, con la vista puesta en el despliegue y la profundización de tecnologías innovadoras de conservación de la energía y en el alejamiento del carbono.El Grupo Fujitsu quiere aumentar el uso de energías renovables en la electricidad consumida en las sedes del Grupo hasta al menos el 40% en 2030 y hasta el 100% en 2050, con la adhesión obtenida en julio de 2018 a RE100. RE100 es una iniciativa de colaboración liderada por The Climate Group en asociación con CDP, para las empresas que se comprometen a obtener el 100% de la electricidad que utilizan de fuentes renovables.

Pilares 2 y 3:

El Grupo Fujitsu cree que las TIC tienen el potencial de contribuir a la mitigación y adaptación al cambio climático. Para ello, hemos establecido adicionalmente los objetivos de "Mitigación: Contribuir a una sociedad descarbonizada" y "Adaptación: Apoyar las medidas de la sociedad para adaptarse al cambio climático" como pilares en la visión medioambiental a medio/largo plazo de Fujitsu, y estamos utilizando las TIC avanzadas para crear una innovación social que contribuya a resolver los problemas medioambientales globales. Visión 2. Mitigación para contribuir a una sociedad descarbonizadaEl Grupo Fujitsu contribuye a la descarbonización de la sociedad, mediante la creación de ecosistemas con clientes de diversos sectores y tipos de negocio. El punto clave de las medidas de mitigación es la utilización de la IA y otras tecnologías digitales avanzadas para maximizar la eficiencia energética. Lograremos un uso óptimo de la energía para el sistema social general, incorporando esas tecnologías en un mecanismo que traspase las fronteras entre empresas, industrias y regiones. Visión 3. Adaptación de medidas en la sociedad para el cambio climáticoEl punto clave de las medidas para adaptarse al impacto del cambio climático es la tecnología de análisis y medición avanzada mediante el uso de IA, big data y simulaciones, a través de la tecnología de detección y la computación de alto rendimiento (HPC), etc. Fujitsu las utiliza para crear soluciones que permiten la creación de una infraestructura social resistente y un suministro estable de productos agrícolas, así como soluciones para minimizar la pérdida de productos alimentarios, contribuyendo así a la minimización de los daños causados por el cambio climático a nuestros clientes y a la sociedad.Estos planteamientos, antecedentes, estrategias, actividades e iniciativasci pueden ser consultados con un alcance más detallado en nuestro portal de gestión medioambiental: https://www.fujitsu.com/global/about/environment/" ["post_title"]=> string(7) "Fujitsu" ["post_excerpt"]=> string(0) "" ["post_status"]=> string(7) "publish" ["comment_status"]=> string(4) "open" ["ping_status"]=> string(4) "open" ["post_password"]=> string(0) "" ["post_name"]=> string(7) "fujitsu" ["to_ping"]=> string(0) "" ["pinged"]=> string(0) "" ["post_modified"]=> string(19) "2026-04-01 00:00:00" ["post_modified_gmt"]=> string(19) "2026-03-31 22:00:00" ["post_content_filtered"]=> string(0) "" ["post_parent"]=> int(0) ["guid"]=> string(69) "https://enertic.plug-in.es/organizacion/fujitsu-technology-solutions/" ["menu_order"]=> int(0) ["post_type"]=> string(12) "organizacion" ["post_mime_type"]=> string(0) "" ["comment_count"]=> string(1) "0" ["filter"]=> string(3) "raw" }

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