España hace historia: científicos vascos e IBM crean los primeros cristales de tiempo 2D en un ordenador cuántico
Nuevo avance en los ordenadores cuánticos, que ya pueden representar cristales de tiempo en dos dimensiones, lo que amplía las fronteras de un mundo oculto aún por descubrir.
Basque Quantum e IBM han completado un experimento que ha permitido crear, por primera vez, cristales de tiempo bidimensionales. El estudio ha sido publicado en la revista científica Nature Communications.
Este hito científico se ha llevado a cabo en un ordenador cuántico IBM Quantum Heron, que impulsa el IBM Quantum System Two, el primero de su clase en Europa, instalado en el IBM-Euskadi Quantum Computational Center de San Sebastián.
Basque Quantum es una iniciativa del gobierno de Euskadi para convertir al País Vasco en una referencia en la ciencia cuántica. Este experimento demuestra que van por buen camino.
Qué son los cristales de tiempo bidimensionales
Nos adentramos en términos y teorías que orbitan en la frontera de la ciencia, así que pueden ser difíciles de entender. Cada avance es muy importante, porque abre nuevos campos de investigación por explorar.
La mayoría de los materiales del universo conocido, aunque sean inestables, con el tiempo tienden a estabilizarse. Un cristal es un material que forma unos patrones que resisten la deformación. Hay muchos ejemplos en la naturaleza: los diamantes, el cristal de cuarzo, los copos de nieve, etc.
No ocurre así con los cristales de tiempo, que nunca alcanzan el equilibrio. Según explica la nota de prensa de IBM, en estos sistemas el movimiento interno permanece sincronizado y se repite de forma persistente, por eso interesa a la física cuántica.
Estos sistemas son muy frágiles y siempre están en movimiento, por eso son difíciles de estudiar y computerizar.
Hasta ahora los cristales de tiempo se habían estudiado en una sola dimensión, es decir, como una fila de átomos conectados entre sí. Es un estudio limitado, porque si hay una alteración en un punto, puede romper todo el cristal.
La investigación realizada por Basque Quantum e IBM ha permitido crear cristales de tiempo bidimensionales, los más grandes y complejos hasta la fecha. En lugar de una fila de átomos, ahora son una superficie, lo que permite estudiar comportamientos mucho más ricos y estables.
Es una nueva forma de poder investigar la materia fuera del equilibrio, lo que puede dar lugar a descubrimientos insospechados. Algo que solo se puede estudiar con ayuda de los ordenadores cuánticos.
El estudio también supone un hito porque IBM ha conseguido replicarlo en un hardware clásico, usando chips gráficos dotados de tensores, como los que tienen los chips de Nvidia, aunque no ha dicho qué hardware ha usado. No se consiguen resultados tan exactos como con un ordenador cuántico, pero permite comprobar que el experimento cuántico también funciona con hardware convencional, validando su éxito.
Este avance abre la puerta a la exploración de fases de la materia fuera del equilibrio más complejas, y permite a los investigadores analizar fenómenos físicos que resultan muy difíciles de reproducir utilizando únicamente ordenadores clásicos. El descubrimiento consolida al centro cuántico de Euskadi como un referente europeo en investigación avanzada.