Auguran un punto de inflexión en la medicina en los próximos años
Las tecnologías cuánticas están revolucionando no solo la
computación, sino también la Inteligencia Artificial y la creación de fármacos
y vacunas, abriendo posibilidades inimaginables para la supremacía cuántica y
la medicina del inmediato futuro.
Un congreso desarrollado en Viena esta semana ha puesto
de manifiesto cómo la física cuántica está abriendo posibilidades inimaginables
en aplicaciones tan diversas como la investigación de vacunas, el desarrollo de
fármacos o la inteligencia artificial.
El congreso, denominado SFB BeyondC Conference 2022,
Frontiers of Quantum Information Science, ha reunido en la Universidad de Viena
a una treintena de científicos experimentados de los campos de la ciencia de la
información cuántica, tanto teórica como experimental.
Según la agencia austriaca ORF, que publica en amplio
resumen del congreso, este evento pone de manifiesto lo que se ha avanzado en
el campo de la investigación cuántica desde que en 2016 se publicara el
conocido como Manifiesto Cuántico europeo.
Esta iniciativa tiene como objetivo colocar a Europa a la
vanguardia de la segunda revolución cuántica que ahora se desarrolla en todo el
mundo, aportando avances transformadores a la ciencia, la industria y la
sociedad. El congreso de Viena viene a señalar lo que se ha avanzado desde
entonces en este campo.
Sinapsis cuánticas
Uno de los avances más significativos mostrados en este
congreso ha venido de la mano de su organizador, el profesor Philip Walther,
que ha sido capaz de unir la tecnología del memristor, un dispositivo básico de
los circuitos electrónicos, con la mecánica cuántica. A diferencia de los
transistores, los "memristores" recuerdan cuánta corriente ha fluido
a través de ellos y responden a ella.
El resultado de esta interacción ha sido la creación de
sinapsis artificiales basadas en luz (sinapsis cuánticas), que se utilizan en
el aprendizaje automático y aumentan la velocidad de aprendizaje de una red
neuronal por un factor de 100.
La sinapsis cuántica surgida de este trabajo, que se
presentó este año en la revista Nature Photonics, se ha comprobado a nivel de
simulaciones, pero los experimentos que podrán certificarla están en marcha,
según explicó Walther en el congreso de Viena.
El grupo de Philip Walther también ha demostrado que los
robots pueden aprender más rápido cuando utilizan recursos cuánticos y toman
prestados esquemas de la computación cuántica. Este nuevo logro representa un
paso más hacia un futuro en el que la inteligencia artificial cuántica se haga
realidad, según sus desarrolladores.
Menos ruido cuántico
Sabrina Maniscalco, profesora de computación cuántica en
la Universidad de Helsinki, ha sido otra de las ponentes destacadas del
congreso de Viena.
Presentó un método que se puede utilizar para liberar del
ruido disruptivo la señal de los ordenadores cuánticos. Esta "mitigación
de ruido", explicó Maniscalco en una entrevista con ORF, es en cierto modo
comparable al software utilizado en las cámaras de los teléfonos móviles.
Indica que de la misma forma que el software adecuado
puede obtener fotos de calidad de un teléfono móvil, con la tecnología
apropiada es posible limpiar el ruido de la computación cuántica.
Los ordenadores cuánticos actuales están plagados de
errores y ruidos que pueden confundir las mediciones simples de potencia,
destaca Maniscalco, por lo que el pulido de las señales es importante, sobre
todo porque aumenta significativamente la potencia de cálculo de la computación
cuántica.
Según los cálculos de Maniscalco, la llamada superioridad
cuántica ya se ha conseguido con la nueva reducción de ruido. En otras
palabras, demuestra que las computadoras cuánticas pueden hacer cosas que
incluso las supercomputadoras más poderosas de diseño convencional no pueden
hacer.
Cruce de caminos
Un ejemplo de esta potencia son las simulaciones en la
zona de contacto de la física y la química. La penicilina, por ejemplo,
descubierta por primera vez por el cirujano vienés Theodor Billroth en 1874,
con todos sus efectos farmacológicos, es probablemente una de las moléculas
mejor comprendidas, pero a nivel de sus bloques de construcción más pequeños,
los cuantos, todavía hay rompecabezas, explicó Maniscalco.
Añadió que la aproximación entre la química y la física
cuántica puede conducir a resultados significativos, "ya que, si
quisiéramos calcular con precisión el comportamiento de la penicilina a nivel
cuántico, necesitaríamos una memoria de informática que tenga más bits que
átomos en el universo".
La solución está en sustituir los bits tradicionales por
los bits cuánticos (cúbits) que rigen la computación cuántica: “Para describir
completamente la penicilina con una computadora cuántica no se necesitarían más
de unos 300 cúbits”, según Maniscalco.
Las máquinas cuánticas más fuertes actualmente, una de
las cuales se encuentra en el laboratorio del grupo de trabajo de Rainer Blatt
en Innsbruck, tienen actualmente alrededor de 50 cúbits controlables.
Fármacos cuánticos
Por supuesto, la expansión de la computación cuántica
también abre posibilidades inimaginables en otros campos, por ejemplo, para el
desarrollo de nuevos fármacos, se puso de manifiesto en el congreso de Viena.
Donde la farmacología solía desarrollar nuevos
ingredientes activos a través de prueba y error, ahora puede diseñar moléculas
desde cero. Desde el nivel cuántico, por así decirlo, hasta las propiedades
químicas deseadas.
Maniscalco ve, por tanto, un punto de inflexión en la
medicina en los próximos años merced a las tecnologías cuánticas aplicadas a
los tratamientos médicos.
Ian Walmsley del Imperial College London, respaldó esta
idea en el congreso de Viena. El físico británico comparó las nuevas máquinas
cuánticas con el microscopio de Robert Hooke: “Al igual que Hooke pudo observar
las células por primera vez en el siglo XVII y así abrió una puerta de par en
par a la biología, así será también aquí. "
Incluso vacunas
Según Walmsley, la conexión entre lo técnicamente
factible y el horizonte de lo concebible siempre ha sido poderosa. En
consecuencia, también espera grandes cosas en medicina.
"Si podemos construir nuevas estructuras
moleculares, esto también tendrá un impacto en el desarrollo de vacunas. Ha
sido notable la rapidez con la que la tecnología de ARN ha llevado a nuevas vacunas
contra el covid-19, pero con la aparición de nuevos virus, nos vendría bien un
poco de ayuda de la ciencia cuántica".
A pesar de todo el optimismo y todas las nuevas
posibilidades, la prudencia también se impone: la historia de la ciencia
muestra que la transferencia de nuevas ideas no siempre es tan fácil como se
imaginó originalmente, advirtió Maniscalco.
Fuente: Levante-EMV
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