El avance de los ordenadores cuánticos acerca la cura de enfermedades «incurables»

Para abordar la mayoría de los problemas que los científicos esperan resolver en el futuro utilizando ordenadores cuánticos que puedan corregir sus propios errores, como los relacionados con la optimización, la criptografía o la inteligencia artificial, será necesario contar con varios millones de cúbits. Podrían ser incluso cientos de millones de cúbits. Actualmente, el procesador cuántico más avanzado pertenece a IBM y tiene poco más de mil cúbits, lo que demuestra que aún hay muchos desafíos tecnológicos por superar.

Lo interesante es que no existe una única forma de avanzar en este campo. Las organizaciones que investigan la computación cuántica están explorando diferentes tecnologías de cúbits, cada una en un grado de desarrollo diferente. Empresas como IBM, Intel y Google han optado por cúbits superconductores, pero también hay otras más pequeñas como Atlantic Quantum, IQM, Anyon Systems, Rigetti Computing o Bleximo que están haciendo lo mismo.

De hecho, si consideramos el número de empresas que trabajan en este tipo de bits cuánticos, podemos inferir que esta tecnología cuenta con mayor respaldo y inversión, lo que la posiciona a la vanguardia. Probablemente esta estrategia nos permitirá obtener más cúbits, aunque también es más susceptible a errores en comparación con los cúbits en trampas de iones, que son una alternativa a los superconductores. Además, estos últimos funcionan a una temperatura de aproximadamente 20 milikelvin, alrededor de -273 grados Celsius, para operar con el mayor aislamiento posible del entorno.

A las trampas de iones se les dan de maravilla las proteínas

Las trampas de iones son en la actualidad la principal alternativa a los cúbits superconductores. Esta tecnología es utilizada por empresas como IonQ y Honeywell, y se basa en utilizar átomos ionizados, que tienen una carga eléctrica global no neutra. Esta característica permite mantenerlos aislados y confinados en un campo electromagnético, siendo solo el comienzo del proceso.

A partir de ahí, IonQ manipula el estado cuántico de sus cúbits mediante trampas de iones, enfriándolos para reducir el nivel de ruido computacional y luego utiliza láseres para operar con ellos. Sin embargo, no utiliza un único láser; emplea uno para cada ion, así como un láser global que actúa sobre todos simultáneamente. Honeywell también utiliza átomos ionizados y láseres, pero el método que emplea para entrelazar dos iones y actuar sobre ellos es diferente al de IonQ.

Un equipo de investigadores de esta última compañía y de la empresa emergente alemana Kipu Quantum ha utilizado un ordenador de trampas de iones de 36 cúbits para lograr algo asombroso: resolver problemas de plegamiento de proteínas con hasta 12 aminoácidos. Para esto, diseñaron un método de optimización cuántica que busca encontrar la configuración óptima del plegamiento de las proteínas.

Cuando se expresa así, parece complejo, y lo es, pero lo realmente crucial es que estos ordenadores cuánticos, gracias al algoritmo adecuado, pueden ayudar a los científicos a entender el mecanismo del plegamiento de las proteínas que puede desencadenar enfermedades como el Alzheimer o el Parkinson. Comprender este fenómeno es el primer paso hacia un tratamiento eficaz.

Este resultado es prometedor, pero aún queda mucho por hacer para que los ordenadores cuánticos sean de utilidad en la lucha contra estas enfermedades. Por un lado, los modelos de plegamiento deben evolucionar para ser más precisos y realistas. Además, el algoritmo clásico que se encarga de refinar los resultados del algoritmo cuántico también necesita ser más exacto. A pesar de esto, el trabajo de estos investigadores representa un punto de partida excepcionalmente prometedor.

Imagen | IonQ

Más información | arXiv

En relación a la computación cuántica, esta tecnología podría desafiar las tecnologías de cifrado, aunque no es motivo para entrar en pánico.