Pesquisadores do Google Quantum AI demonstraram como o seu computador quântico Willow pode aprimorar a espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear para revelar estruturas moleculares. A técnica, chamada Quantum Echoes, usa perturbações em qubits para emular a análise molecular. Embora promissora, ainda não mostrou uma vantagem clara sobre métodos clássicos.
O computador quântico Willow do Google Quantum AI, com 103 qubits, foi empregado para interpretar dados da espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), uma ferramenta chave na química e biologia para determinar estruturas moleculares. A equipe, liderada por Hartmut Neven, desenvolveu um protocolo chamado Quantum Echoes, que se baseia em um análogo quântico do efeito borboleta. No processo, os pesquisadores aplicam uma sequência de operações aos qubits, perturbam um qubit específico como uma 'borboleta quântica', invertem a sequência e, em seguida, medem as propriedades quânticas do sistema para extrair informações sobre o todo.
Essa abordagem imita o uso da RMN de perturbações eletromagnéticas em moléculas para mapear posições atômicas, potencialmente criando uma 'régua molecular mais longa' para observar átomos distantes. Como explicou o membro da equipe Tom O’Brien, “Estamos construindo uma régua molecular mais longa.” O método quântico provou ser reproduzível em dois computadores quânticos, auxiliado pelo hardware aprimorado do Willow com taxas de erro mais baixas. No entanto, para duas moléculas orgânicas, apenas até 15 qubits foram usados, e os resultados foram reproduzíveis por computadores clássicos. A equipe estima que um supercomputador levaria 13.000 vezes mais tempo para computações semelhantes, embora a demonstração permaneça preliminar e não publicada em forma revisada por pares.
Especialistas ofereceram visões mistas. Keith Fratus da HQS Quantum Simulations chamou-o de um elo importante entre RMN e computação quântica, mas limitado a estudos biológicos especializados. Dries Sels da Universidade de Nova York observou que avança na simulação quântica de protocolos complexos de RMN, fornecendo motivação apesar de poucos exemplos industriais. Curt von Keyserlingk do King’s College London elogiou o feito experimental, mas questionou sua utilidade ampla, sugerindo que métodos clássicos poderiam competir e que seu apelo reside principalmente na pesquisa fundamental de física quântica. À medida que o desempenho dos qubits melhora, O’Brien antecipa aplicações mais amplas para moléculas maiores. O trabalho aparece na Nature (DOI: 10.1038/s41586-025-09526-6).