Científicos en Australia han desarrollado el simulador cuántico más grande hasta la fecha, utilizando 15.000 qubits para modelar materiales cuánticos exóticos. Este dispositivo, conocido como Quantum Twins, podría ayudar a optimizar superconductores y otras sustancias avanzadas. Construido incrustando átomos de fósforo en chips de silicio, ofrece un control sin precedentes sobre las propiedades de los electrones.
Michelle Simmons y su equipo en Silicon Quantum Computing en Australia han presentado Quantum Twins, un simulador cuántico compuesto por 15.000 qubits dispuestos en una cuadrícula cuadrada. Esto marca el dispositivo de este tipo más grande hasta ahora, superando a matrices anteriores hechas con miles de átomos extremadamente fríos. Al incrustar átomos de fósforo en chips de silicio, los investigadores transformaron cada átomo en un qubit, permitiendo disposiciones precisas que imitan las estructuras atómicas en materiales reales. El simulador permite un control detallado de las propiedades de los electrones, como la dificultad de añadir un electrón a un punto de la cuadrícula o permitir el 'salto' de electrones entre puntos. Esta capacidad es esencial para entender el flujo de electricidad en los materiales. Simmons señaló: «La escala y controlabilidad que hemos logrado con estos simuladores significa que ahora estamos preparados para abordar algunos problemas muy interesantes». Añadió: «Estamos diseñando nuevos materiales de formas antes impensables al construir literalmente sus análogos átomo por átomo». En pruebas, el equipo simuló una transición entre comportamientos metálicos y aislantes en un modelo matemático de cómo las impurezas afectan las corrientes eléctricas. También midieron el coeficiente Hall del sistema a diferentes temperaturas, revelando respuestas a campos magnéticos. Las computadoras convencionales tienen dificultades con sistemas bidimensionales grandes e interacciones electrónicas complejas, pero Quantum Twins muestra promesa en este ámbito. De cara al futuro, el dispositivo podría explorar superconductores no convencionales, que operan en condiciones más suaves que los tradicionales pero requieren una comprensión microscópica más profunda para aplicaciones a temperatura ambiente. También podría investigar interfaces metal-molécula relevantes para el desarrollo de fármacos y la fotosíntesis artificial. Los hallazgos aparecen en Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-10053-7).