La creación de materiales que soporten las condiciones físicas necesarias para generar un cerebro cuántico, ha sido el reto más grande de la computación cuántica. En veces, las ideas tecnológicas de los científicos no pueden llevarse a la práctica debido a que no se cuenta con los materiales adecuados para soportar el procesamiento de datos a gran escala. Sin embargo, eso ha estado cambiando con las investigaciones más modernas.

Hasta ahora el título de la supercomputadora más rápida se lo han estado peleando entre China y Estados Unidos. Los avances en materia cada día son más vertiginosos, por lo que las capacidades de un ordenador son rápidamente reemplazables. Y los avances continúan.

Ahora, un equipo de investigadores de los Países Bajos, ha creado un material inteligente que podría coadyubar al desarrollo del tan esperado “cerebro cuántico”. Nuestro cerebro no es estático, sino que trabaja cambiándose física y químicamente a sí mismo. Por lo que un cerebro cuántico debería tener esta misma habilidad para comportarse similar a la sinapsis humana,

sinapsis cerebro cuántico

Cerebro cuántico sin software 

Para que la inteligencia artificial funcione, las computadoras deben ser capaces de reconocer patrones y aprender nuevos. Esto lo hacen muy bien los ordenadores en la actualidad, el problema es que, para realizarlo dependen de un software o programa de aprendizaje automático que controla el procesamiento de información en un hardware, de forma segregada.

Justamente este problema es la base de la investigación del Instituto de Moléculas y Materiales de la Universidad de Radboud. Desde su perspectiva, la búsqueda para implementar algoritmos de aprendizaje automático en hardware basándose en combinar varios materiales, no es la solución al problema de eficientísimo. Se trata más bien averiguar si una pieza de hardware es capaz de lograrlo sin software. Según explica Alexander Khajetoorian, líder del proyecto, es necesario centrarse en encontrar “nuevas estrategias para almacenar y procesar la información, de una manera energéticamente eficiente”.

cerebro cuántico

Descubrieron que es posible. Lo lograron mediante la generación de un sistema de espín atómico que es capaz de emular un tipo de red neuronal conocida como Máquina de Boltzmann, directamente en la dinámica orbital. Para crear este sistema de material bien definido, utilizaron átomos de cobalto en fósforo negro y lo manipularon mediante microscopía de túnel de barrido.

Hardware de aprendizaje automático 

El resultado es asombroso, es hardware de aprendizaje automático a escala atómica. No sólo almacena y procesa información, sino que también se adapta. Esto nos acerca en gran medida al desarrollo de un cerebro cuántico más complejo, que sea capaz de adaptarse y cambiar físicamente dependiendo del aprendizaje de las redes neuronales.

Aunque todavía hay camino por recorrer:  

“Si eventualmente pudiéramos construir una máquina real a partir de este material, podríamos construir dispositivos informáticos de autoaprendizaje que sean más eficientes energéticamente y más pequeños que las computadoras actuales. Sin embargo, solo cuando entendamos cómo funciona, y eso sigue siendo un misterio, podremos ajustar su comportamiento y comenzar a desarrollarlo en una tecnología. Es un momento muy emocionante”, concluye Khajetoorian.

Referencias:
Kiraly, B., Knol, E.J., van Weerdenburg, W.M.J. et al. An atomic Boltzmann machine capable of self-adaption. Nat. Nanotechnol. (2021). DOI

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