Simular moléculas
Lección 13 de 23 del curso «Cuántica». Gratis, con animaciones y un test.
Para qué se inventó el ordenador cuántico
La idea no nació para romper cifrados. En 1981 el físico Richard Feynman dijo en una conferencia: la naturaleza es cuántica, y si quieres simularla, hazlo de forma cuántica. Los electrones de una molécula viven en superposición, y cada parte nueva duplica las opciones. Según IBM, describir con exactitud una molécula de cafeína de 24 átomos requiere unos 10⁴⁸ bits. Es más que el número de átomos de la Tierra. Los cúbits funcionan igual que la propia molécula, así que la describen de forma natural.
Fármacos: llave y cerradura
Un fármaco funciona cuando su molécula entra en el “bolsillo” de una proteína, como una llave en una cerradura. Los efectos cuánticos dificultan predecir cuánto se une, y las farmacéuticas tienen que sintetizar y probar miles de candidatos. En mayo de 2026 IBM, la Clínica Cleveland y el instituto japonés RIKEN modelaron una proteína de 12 635 átomos: un chip de 156 cúbits hizo parte del cálculo y el superordenador Fugaku, el resto. Es un récord de tamaño, pero los autores no afirman superioridad sobre métodos clásicos y lo llaman punto de partida.
Fertilizantes y millones de toneladas de CO₂
La mitad de la humanidad come alimentos cultivados con fertilizantes nitrogenados. Se fabrican con el proceso Haber-Bosch: unos 450 grados y presiones de cientos de atmósferas. Según estimaciones habituales, consume el 1–2% de toda la energía del mundo. Pero las bacterias hacen lo mismo a temperatura ambiente con la enzima nitrogenasa. Cómo exactamente no se sabe del todo: el núcleo de la enzima, el clúster FeMoco, es demasiado complejo para cálculos normales. Durante años se le llamó la tarea perfecta para un ordenador cuántico.
Los primeros pasos verificables
En octubre de 2025 Google presentó el algoritmo Quantum Echoes en su chip Willow de 105 cúbits. El sistema se ejecuta hacia adelante, se da un leve “empujón” a un cúbit, se ejecuta hacia atrás y se mira cómo cambió el “eco”. El cálculo resultó 13 000 veces más rápido que en el superordenador Frontier, y el resultado se puede repetir en otro ordenador cuántico. Eso importa: los récords anteriores casi no se podían comprobar. Además, el equipo probó el método en moléculas reales como paso hacia medir su forma.
Cómo se ve hoy en la práctica
Los chips actuales son ruidosos, así que la química se calcula en pareja. El procesador cuántico genera candidatos de cómo pueden estar los electrones, la parte que a los ordenadores clásicos les cuesta. El superordenador descarta el ruido obvio, afina la respuesta y decide qué preguntar al chip después. Así funcionan la proteína de IBM y la mayoría de demostraciones químicas recientes. IBM lo llama supercomputación cuántico-céntrica.
Una carrera en la que corren los dos
Una lección importante de honestidad. En marzo de 2026 unos investigadores mostraron que el modelo de FeMoco, la “tarea perfecta para un ordenador cuántico”, se pudo calcular con precisión química en ordenadores clásicos filtrando opciones con astucia. Los algoritmos clásicos también mejoran, y cada ventaja cuántica hay que demostrarla de nuevo. La ventaja real en química se espera con ordenadores con corrección de errores, que los grandes prometen para final de década. ¿Quieres entrar? Aprende química y código: se buscan perfiles mixtos.
Ponte a prueba
- ¿Por qué las moléculas son difíciles de calcular en ordenadores clásicos?
Respuesta correcta: Los electrones están en superposición: las opciones crecen exponencialmente. Cada parte nueva de la molécula duplica las opciones, como con los cúbits. Un cálculo exacto de la cafeína necesitaría unos 10⁴⁸ bits. - ¿Cómo describir con honestidad el trabajo de IBM con la proteína de 12 635 átomos?
Respuesta correcta: Récord de tamaño junto a un superordenador, sin reclamar superioridad. Es un cálculo híbrido y un preprint. Los autores lo llaman punto de partida y no reclaman superioridad. - ¿Qué mostró el ejemplo de FeMoco en 2026?
Respuesta correcta: Los algoritmos clásicos también mejoran, la ventaja hay que demostrarla. El modelo de FeMoco se calculó en máquinas clásicas. No es una condena a la química cuántica, sino un recordatorio: la carrera es de ambos lados.