Todo el mundo habla de las computadoras cuánticas, pero a veces parecen más un truco que una solución real. Sorprenden científicamente, sí, pero ¿para qué sirven exactamente?

Bueno, ahora empieza a verse algo concreto: usarlas para descubrir materiales cuánticos exóticos. Estos podrían revolucionar la electrónica y la computación del futuro.

En física de materia condensada, estudiar nuevas fases de la materia —como el hielo o el vapor, pero más raras— es lo básico. Así se entendieron los semiconductores, por ejemplo.

Pero ya no basta con los métodos tradicionales para explorar ciertas fases más complejas que predice la teoría. Aquí es donde entra la computación cuántica.

Un modelo teórico llamado “modelo de panal de Kitaev” predice materiales con magnetismo raro y partículas exóticas llamadas anyones. Lleva décadas tratar de recrearlos en el mundo real.

Simon Evered y su equipo en Harvard lo lograron simular usando una computadora cuántica de 104 qubits, hechos con átomos ultrafríos.

Al mismo tiempo, Frank Pollmann y su grupo en la Universidad Técnica de Múnich usaron las computadoras cuánticas de Google, Sycamore y Willow, con 72 y 105 qubits superconductores.

Ambos estudios fueron publicados y son un hito: usaron computadoras cuánticas para explorar fases de la materia que solo existían en teoría.

Petr Zapletal, físico en Alemania que no participó en los estudios, dice que lo emocionante es lo rápido que están avanzando estas simulaciones.

Ambos equipos lograron simular la existencia de anyones. Eso no es poca cosa, porque estas partículas son muy distintas a los qubits normales y difíciles de imitar.

En física, casi todas las partículas se clasifican como fermiones o bosones. Los qubits son bosones, pero los materiales interesantes suelen involucrar fermiones. Simularlos no es fácil.

Ahí es donde el modelo de Kitaev entra como puente. Marcin Kalinowski, del equipo de Harvard, explica que usaron este modelo como un “lienzo” para que aparecieran nuevas partículas.

Ajustando las interacciones entre qubits, lograron que las partículas emergieran. Según Kalinowski, esto podría ayudar a simular materiales completamente nuevos.

El experimento con las computadoras de Google agregó algo más: sacó el material del equilibrio, como si lo estuvieran sacudiendo todo el tiempo.

Explorar fases fuera de equilibrio es clave. En laboratorio se hace con láseres o campos magnéticos, y ayuda a entender cómo cambia un material en distintas condiciones.

Así se pueden descubrir cuándo y cómo un material podría servir para algo útil, aunque no sea de forma inmediata.

Eso sí, aún no estamos cerca de una aplicación práctica. Se necesita repetir todo esto con computadoras cuánticas más grandes y precisas.

Pero estos dos estudios muestran un camino claro: la física de materiales puede ser el primer campo donde las computadoras cuánticas realmente sirvan.

Todo esto cuadra con lo que ya imaginaba Richard Feynman en los 80, cuando soñaba con usar computadoras cuánticas para explorar la naturaleza desde adentro.

Los estudios fueron publicados en Nature, y marcan una diferencia: no buscan superar a las computadoras clásicas en velocidad, sino abrir nuevas puertas a la ciencia.