Los ordenadores cuánticos están empezando a hacer cosas increíbles. Ahora están ayudando a entender algunas de las fuerzas más fundamentales y complicadas del universo, como las que vemos en física nuclear y de partículas.

Dos equipos de científicos acaban de usar computadoras cuánticas para simular lo que pasa con partículas cargadas de energía en campos cuánticos. Algo parecido a lo que ocurre en los colisionadores de partículas.

Uno de los equipos fue dirigido por Torsten Zache, de la Universidad de Innsbruck. El otro por Pedram Roushan, de Google. Ambos hicieron simulaciones parecidas, pero en plataformas distintas.

El equipo de Zache usó un computador cuántico basado en átomos ultrafríos controlados con láseres, fabricado por la empresa QuEra. Roushan, en cambio, usó Sycamore, el procesador cuántico de Google con circuitos superconductores diminutos.

Querían simular un fenómeno conocido como “ruptura de cuerda” en un campo cuántico. Imagínate dos partículas unidas por una especie de cuerda de energía vibrante que, en algún momento, se rompe.

Ese proceso es clave para entender cómo los quarks —las partículas dentro de los núcleos atómicos— se comportan. También sirve para entender cómo aparecen pares de materia y antimateria.

Con ordenadores clásicos, se puede simular esto, pero solo a pequeña escala o con poca energía. Las computadoras cuánticas, en cambio, permiten ver todo el proceso completo, como si fuera una película.

“Durante décadas solo podíamos mirar momentos estáticos”, dice Roushan. “Pero ahora pudimos visualizar una situación dinámica por primera vez.”

Ambos equipos simularon partículas que primero se movían juntas y luego se separaban. La simulación mostró cómo la energía se comporta como una cuerda que vibra y luego se rompe.

Estas simulaciones no contradicen el modelo estándar de la física. De hecho, lo confirman. Pero con computadoras cuánticas un poco más grandes, podríamos entrar en terrenos completamente nuevos.

Según Jad Halimeh, de la Universidad de Múnich, esto pone a los ordenadores cuánticos “codo a codo” con los mejores ordenadores clásicos. Y dentro de poco podrían superarlos.

Para Halimeh, estos experimentos muestran que los ordenadores cuánticos están a punto de convertirse en la herramienta principal para estudiar los procesos que ocurren en los colisionadores de partículas.

Normalmente, cuando se chocan iones muy energéticos, se detecta una lluvia de partículas. Eso es como ver los últimos cuadros de una película. Pero los ordenadores cuánticos podrían mostrarte la película completa, empezando desde el choque.

Zache lo tiene claro: “Creo absolutamente en este enfoque. En el futuro, será una herramienta muy importante”.

Eso sí, todavía falta. Hay que usar computadoras cuánticas más grandes y simular en tres dimensiones, no solo en dos.

Roushan dice que no hay ningún truco mágico. Hay que mejorar tanto el hardware como la forma de programar las simulaciones. Pero ya están trabajando en eso.

Mientras tanto, estas simulaciones también ayudan a entender mejor cómo se comportan las partículas en materiales cuánticos exóticos, no solo en física extrema.

El estudio fue publicado en la revista científica Nature.