El resultado neto es una operación mucho más rápida que implica muchas menos puertas. Esto es importante porque los errores en el hardware cuántico aumentan en función tanto del tiempo como del número de operaciones.
Luego, los investigadores utilizaron este enfoque para explorar una sustancia química, Mn.4oh5Ca, que juega un papel clave en la fotosíntesis. Utilizando este enfoque, demostraron que es posible calcular lo que se llama la «escalera de espín», o la lista de los estados de menor energía que pueden ocupar los electrones. Las diferencias de energía entre estos estados corresponden a las longitudes de onda de luz que pueden absorber o emitir, por lo que esto también define el espectro de la molécula.
Más rápido, pero no lo suficientemente rápido
No estamos del todo preparados para ejecutar este sistema en los ordenadores cuánticos actuales, ya que las tasas de error todavía son demasiado altas. Pero debido a que las operaciones necesarias para ejecutar este tipo de algoritmo se pueden realizar de manera tan eficiente, las tasas de error no tienen que disminuir mucho antes de que el sistema se vuelva viable. El principal determinante de si se producirá un error es hasta qué punto en la dimensión de tiempo ejecuta la simulación, más el número de mediciones del sistema que realiza durante ese tiempo.
«El algoritmo es especialmente prometedor para dispositivos a corto plazo que tienen requisitos de recursos favorables cuantificados por el número de instantáneas (complejidad de la muestra) y el tiempo máximo de evolución (coherencia) necesarios para un cálculo espectral preciso», escribieron los investigadores.
Pero el trabajo también destaca un par de puntos más importantes. La primera es que las computadoras cuánticas son fundamentalmente diferentes a otras formas de computación que hemos desarrollado. Son capaces de ejecutar cosas que parecen algoritmos tradicionales, donde se realizan operaciones y se determina un resultado. Pero también son sistemas cuánticos cuya complejidad crece con cada nueva generación de hardware, lo que los hace excelentes para simular otros sistemas cuánticos. Y hay una serie de problemas difíciles relacionados con los sistemas cuánticos que nos gustaría resolver.
En cierto modo, es posible que sólo estemos empezando a arañar la superficie del potencial de las computadoras cuánticas. Hasta hace poco, había muchas hipótesis; Ahora parece que estamos a punto de utilizar uno para algunos cálculos potencialmente útiles. Y eso significa que más personas empezarán a pensar en formas inteligentes de resolver problemas con ellos, incluidos casos como este, en los que el hardware se utilizaría de maneras que sus diseñadores tal vez ni siquiera hubieran considerado.
Física de la Naturaleza, 2025. DOI: 10.1038/s41567-024-02738-z (Acerca de los DOI).
