El ordenador cuántico de IBM simula con precisión materiales magnéticos reales reproduciendo datos de laboratorios
IBM ha demostrado que su ordenador cuántico puede simular materiales magnéticos reales con resultados que coinciden con los experimentos de dispersión de neutrones, lo que marca un paso significativo hacia el uso de ordenadores cuánticos como herramientas de confianza para el descubrimiento científico.
La capacidad de diseñar nuevos materiales, como superconductores, baterías más eficientes o fármacos, depende de la comprensión del comportamiento cuántico, que a menudo resulta difícil de modelar con los métodos clásicos.
Aunque se espera que los ordenadores cuánticos aborden este desafío, el ordenador cuántico de IBM ya ha demostrado que puede simular con precisión materiales magnéticos reales, reproduciendo datos de laboratorios nacionales, como se informa en una nota de prensa.
Esta conclusión sigue al trabajo hecho por el equipo del Centro de Ciencias Cuántica, financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, que demuestra que el 'hardware' cuántico actual, combinado con nuevos algoritmos y flujos de trabajo de supercomputación centrados en la computación cuántica, ya puede simular propiedades de los materiales.
En este estudio, el equipo se centró en el cristal magnético KCuF3, que está bien caracterizado, y comparó directamente las mediciones de dispersión de neutrones con simulaciones realizadas en un ordenador cuántico. La concordancia entre el experimento y la simulación demuestra que los procesadores cuánticos pueden capturar propiedades dinámicas clave de materiales reales.
Estos resultados comienzan a consolidar a los ordenadores cuánticos como herramientas computacionales fiables para la simulación de materiales.
El estudio también destaca cómo las mejoras en la escala y la calidad de los procesadores cuánticos fueron cruciales para la precisión de la simulación lograda. "Estos resultados fueron posibles gracias a las tasas de error de dos cúbits a las que ahora podemos acceder en nuestros procesadores cuánticos", ha explicado el científico investigador principal de IBM Abhinav Kandala,
Aprovechando la programabilidad de un procesador cuántico universal, el equipo ya ha extendido este enfoque más allá del KCuF3 para simular clases de materiales con interacciones más complejas.
El trabajo, publicado en una preimpresión, fue realizado por científicos del Centro de Ciencias Cuánticas financiado por el Departamento de Energía de los Estados Unidos en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, la Universidad de Purdue, la Universidad de Illinois Urbana-Champaign, el Laboratorio Nacional de Los Alamos, la Universidad de Tennessee e IBM.
Este experimento forma parte de un cambio más amplio en la forma en que se aplican los ordenadores cuánticos a los problemas científicos definidos por los laboratorios. Entre los resultados recientes se incluyen la primera simulación cuántica de una molécula de media Möbius nunca antes vista en la naturaleza.
