Un equipo liderado por Kang Kuen Ni en Harvard ha logrado algo que la comunidad llevaba dos décadas persiguiendo. Por primera vez se han usado moléculas ultrafrías de sodio‑cesio NaCs como qubits para ejecutar una puerta lógica cuántica y generar un estado entrelazado con una precisión cercana al 94 %. El trabajo, publicado en Nature, coloca a las moléculas en la carrera por los ordenadores cuánticos y apunta a nuevas aplicaciones en tecnologías climáticas.
Qué han hecho exactamente los investigadores
En lugar de trabajar con átomos sueltos o circuitos superconductores, el equipo atrapó moléculas de NaCs en un entorno ultrafrío con pinzas ópticas, haces de láser muy enfocados que actúan como una especie de “pinza de luz”. A temperaturas cercanas al cero absoluto ajustan la distancia entre pares de moléculas y su orientación. Así consiguen que intercambien información cuántica y aparezca un estado de Bell, una forma máxima de entrelazamiento. La puerta iSWAP que aplican intercambia los estados de dos qubits e introduce el desfase necesario para el cálculo cuántico.
En el experimento las moléculas de NaCs se sitúan a unos dos micrómetros y se dejan interactuar durante 664 microsegundos, tiempo suficiente para alcanzar ese estado entrelazado con esa fidelidad del 94 %. Es un nivel de control que hasta ahora solo se había demostrado de forma madura en plataformas como iones atrapados o circuitos superconductores, no en moléculas con una estructura interna tan compleja.
Por qué importan las moléculas para un planeta en crisis climática
Aquí llega la pregunta clave. ¿Qué pinta todo esto en una web de medio ambiente. Las moléculas ofrecen algo que los físicos llevan años persiguiendo. Tienen un “interior” rico, con muchos estados cuánticos posibles, y además momentos dipolares eléctricos fuertes. Esa combinación permite interacciones intensas incluso a cierta distancia y hace más natural simular sistemas químicos y materiales reales.
Ahí aparece el vínculo con el clima. La computación cuántica ya se explora para acelerar el diseño de materiales que capturen CO₂, mejorar catalizadores de hidrógeno verde o desarrollar baterías y paneles solares más eficientes. Estudios recientes señalan que estos equipos pueden ayudar en tres frentes. Simular procesos moleculares y atmosféricos, optimizar redes eléctricas con mucha renovable y analizar grandes volúmenes de datos para mejorar las predicciones de eventos extremos y la planificación de recursos.
Qué puede cambiar en la energía de cada día
Llevado a nuestro día a día, un ordenador cuántico que trabaje con moléculas como NaCs podría ayudar a que la factura de la luz dependa menos de los combustibles fósiles. Los algoritmos cuánticos de optimización se están probando para decidir cómo y cuándo inyectar energía eólica y solar en la red, reducir pérdidas y planificar mejor el respaldo necesario cuando no hace viento ni sol.
También se exploran para diseñar materiales para baterías, paneles solares avanzados y nuevos catalizadores. Un análisis de la consultora McKinsey estima que, en escenarios optimistas, la computación cuántica podría apoyar el desarrollo de tecnologías climáticas capaces de evitar del orden de varias gigatoneladas de CO₂ al año hacia 2035. No es una garantía, pero sí una señal de que el salto podría ser relevante si se acompaña de políticas ambiciosas y despliegue real de renovables.
La cara menos visible del avance
Conviene no olvidar el contexto. El experimento de Harvard se ha realizado con solo dos moléculas y en condiciones de laboratorio muy controladas. Para que esta plataforma tenga impacto real en el clima hará falta escalar a miles o millones de qubits, mejorar la corrección de errores y reducir el consumo energético de toda la infraestructura cuántica. Los propios estudios sobre clima y computación cuántica recuerdan que, antes de 2035, muchas aplicaciones seguirán siendo de demostración y en problemas muy acotados.
Aun así, cada salto técnico importa. Demostrar que se pueden entrelazar moléculas de forma estable y ejecutar puertas lógicas sobre ellas abre la puerta a ordenadores cuánticos más versátiles, con mayor capacidad para imitar la química que gobierna desde las baterías hasta la captura de carbono. Y eso, en un mundo que intenta desengancharse de los combustibles fósiles mientras sufre olas de calor cada vez más largas, no es poca cosa.
El estudio completo se ha publicado en la revista Nature con el título Entanglement and iSWAP gate between molecular qubits.
