Jeremy Kahn para Bloomberg
Investigadores de IBM han desarrollado una nueva tecnología para simular moléculas en ordenadores cuánticos. El descubrimiento, resumido en un trabajo de investigación que se publicará en la revista científica Nature, usa una técnica que -eventualmente- permitiría la resolución de problemas químicos y electromagnéticos que hasta ahora no han sido descifrados por ninguno de los superordenadores existentes.
En los experimentos descritos en el documento, los investigadores de IBM usaron un computador cuántico para obtener el estado energético más bajo de una molécula de hidruro de berilio, lo cual es clave para entender las reacciones químicas. En el caso del hidruro de berilio, un superordenador puede resolver la ecuación, pero las técnicas estándar para hacerlo no pueden ser usadas en moléculas grandes porque el número de variables excede el poder computacional de esas máquinas.
Los investigadores de IBM crearon un nuevo algoritmo específicamente diseñado para aprovechar las capacidades de los ordenadores cuánticos que tienen potencial para procesar cálculos similares con moléculas mucho más grandes, precisó la compañía.
«IBM tiene el récord de haber investigado la molécula más grande jamás simulada en un ordenador cuántico”
El problema con los computadores actuales, incluidos el que IBM usó para este estudio, es que generan muchos erros a medida que el tamaño de la molécula analizada va creciendo. La imprecisión en los experimentos de IBM varió entre 2% y 4%, comentó en una entrevista Jerry Chow, director de computación cuántica experimental.
Alan Aspuru-Guzik, profesor de química en la Universidad de Harvard que no formó parte de las investigaciones de IBM, mencionó que el documento publicado en la revista Nature representa un paso importante. “El equipo de IBM llevó a cabo un experimento impresionante, que les concede el récord de haber investigado la molécula más grande jamás simulada en un ordenador cuántico”.
Pero Aspuru-Guzik dijo que el valor de estos computadores será limitado mientras sus errores de cálculo no puedan ser corregidos. “Cuando los ordenadores puedan realizar simulaciones químicas de una manera numéricamente exacta, específicamente cuando podamos corregir los errores, el campo se revolucionará”.
Descubrimiento de nuevos fármacos
El docente mencionó que la novel tecnología también podría conducir al descubrimiento de nuevos fármacos o materiales orgánicos. Por todo esto, IBM ha presionado por la comercialización de ordenadores cuánticos y recientemente comenzó a permitir que cualquier persona pueda experimentar con su nuevo enfoque.
«Cuando podamos corregir los errores, el campo se revolucionará»
En un computador clásico la información se almacena en unidades binarias. Un bit puede ser igual a 1 ó 0. Por el contrario, un ordenador cuántico se aprovecha de las propiedades mecánicas cuánticas para procesar información usando bits cuánticos, o qubits. Un qubit puede tener cualquier valor entre los números 0 y 1.
En un ordenador común, los bits funcionan de manera independiente. En uno cuántico, cada qubit tiene efecto sobre los otros. Esto permite que los computadores cuánticos, en teoría, procesen la información de una manera mucho más eficiente.
La máquina IBM usada para la investigación consistía de siete qubits creados de materiales «superconductores súperenfriados». En el experimento, seis de esos qubits se usaron para ubicar los estados energéticos de seis electrones en la molécula de hidruro de berilio.
En lugar de proveer una única y precisa respuesta, como lo hacen los ordenadores clásicos, los cuánticos hacen un mismo cálculo cientos de veces para poder llegar a la respuesta final. Chaw dijo que su equipo está trabajando en mejorar la velocidad de su ordenador cuántico con el objetivo de reducir el tiempo que toma cada cálculo de segundos a microsegundos. Los investigadores también están buscanodo maneras de reducir el índice de errores.
IBM no es la única compañía experimentando con computación cuántica. Alphabet, de Google, está enfocado en crear un ordenador de 50 qubit. La empresa se ha comprometido a usar esa máquina para resolver algún cálculo químico o electromagnético a finales de año.
Rigetti Computting, una startup de Berkeley, California, también está compitiendo por comercializar los ordenadores cuánticos, al igual que Microsoft, que estaría trabajando con una arquitectura de la computación cuántica que, en teoría, está libre de errores. Mientras que D-Wave Systems, una empresa canadiense, es la única que los comercializa, pero sus máquinas sólo pueden ser usadas para resolver ciertos problemas de optimización.
