Investigadores de Google Quantum AI han demostrado cómo su ordenador cuántico Willow puede mejorar la espectroscopia de resonancia magnética nuclear para revelar estructuras moleculares. La técnica, llamada Quantum Echoes, utiliza perturbaciones en qubits para emular el análisis molecular. Aunque prometedora, aún no ha mostrado una clara ventaja sobre los métodos clásicos.
El ordenador cuántico Willow de Google Quantum AI, con 103 qubits, se ha utilizado para interpretar datos de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN), una herramienta clave en química y biología para determinar estructuras moleculares. El equipo, liderado por Hartmut Neven, desarrolló un protocolo llamado Quantum Echoes, que se basa en un análogo cuántico del efecto mariposa. En el proceso, los investigadores aplican una secuencia de operaciones a los qubits, perturban un qubit específico como una 'mariposa cuántica', invierten la secuencia y luego miden las propiedades cuánticas del sistema para extraer información sobre el todo.
Este enfoque imita el uso de la RMN de perturbaciones electromagnéticas en moléculas para mapear posiciones atómicas, potencialmente creando una 'regla molecular más larga' para observar átomos distantes. Como explicó el miembro del equipo Tom O’Brien, “Estamos construyendo una regla molecular más larga”. El método cuántico resultó reproducible en dos ordenadores cuánticos, ayudado por el hardware mejorado de Willow con tasas de error más bajas. Sin embargo, para dos moléculas orgánicas, solo se utilizaron hasta 15 qubits, y los resultados fueron reproducibles por ordenadores clásicos. El equipo estima que un superordenador tardaría 13.000 veces más en cálculos similares, aunque la demostración sigue siendo preliminar y no publicada en forma revisada por pares.
Los expertos ofrecieron opiniones mixtas. Keith Fratus de HQS Quantum Simulations lo llamó un importante vínculo entre la RMN y la computación cuántica, pero limitado a estudios biológicos especializados. Dries Sels de la Universidad de Nueva York señaló que avanza en la simulación cuántica de protocolos complejos de RMN, proporcionando motivación a pesar de pocos ejemplos industriales. Curt von Keyserlingk del King’s College London elogió el logro experimental pero cuestionó su utilidad amplia, sugiriendo que los métodos clásicos podrían competir y que su atractivo radica principalmente en la investigación fundamental de física cuántica. A medida que mejora el rendimiento de los qubits, O’Brien anticipa aplicaciones más amplias para moléculas más grandes. El trabajo aparece en Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09526-6).