El resultado neto es una operación muy rápida con muy pocas puertas. Esto es importante porque los errores en el hardware cuántico aumentan tanto en el tiempo como en el número de operaciones.
Los investigadores utilizaron este enfoque para explorar la sustancia química Mn.4oh5Ca, que juega un papel vital en la fotosíntesis. Utilizando este enfoque, demostraron que es posible calcular la “escalera de espín”, o lista de 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.
Rápido, pero no lo suficientemente rápido
No estamos preparados para implementar este sistema en los ordenadores cuánticos actuales porque las tasas de error siguen siendo bastante altas. Pero dado que las operaciones necesarias para implementar este tipo de algoritmo se pueden realizar de manera muy eficiente, no es necesario que las tasas de error disminuyan mucho antes de que el sistema se vuelva viable. La duración de la simulación en la escala de tiempo y el número de mediciones que se toman del sistema durante ese tiempo son los principales determinantes de si caerá o no en error.
“El algoritmo es particularmente prometedor para dispositivos a corto plazo que tienen requisitos de recursos favorables, cuantificados por el número de instantáneas necesarias para un cálculo espectral preciso (complejidad de muestreo) y el tiempo máximo de evolución (coherencia)”, escribieron los investigadores.
Pero el trabajo también destaca dos puntos importantes. La primera es que las computadoras cuánticas son fundamentalmente diferentes a cualquier otra forma de computación que hayamos desarrollado. Son capaces de implementar elementos que parecen algoritmos tradicionales, donde se realizan operaciones y se determina el resultado. Pero son sistemas cuánticos cuya complejidad crece con cada nueva generación de hardware, lo que los hace excelentes para simular otros sistemas cuánticos. Y hay muchos problemas difíciles relacionados con los sistemas cuánticos que queremos resolver.
En cierto modo, sólo podemos arañar la superficie del potencial de las computadoras cuánticas. Hasta hace poco se especulaba mucho; Ahora parece que estamos a punto de usar uno para algunos cálculos útiles. Y eso significa que más personas empezarán a pensar en formas más inteligentes de resolver problemas con ellos, incluidos casos como estos, en los que el hardware se utiliza de maneras que sus diseñadores ni siquiera consideraron.
Física de la Naturaleza, 2025. DOI: 10.1038/s41567-024-02738-z (Acerca de los DOI).
