El extraordinario poder de procesamiento que tienen las computadoras cuánticas podría resolver problemas científicos actuales, como la simulación de sistemas complejos de moléculas a gran detalle. Esto ayudaría al diseño de nuevos medicamentos cruciales para la salud, por ejemplo, así como profundizar en el estudio del universo cuántico.
Así es como Nayeli Rodríguez Briones define la importancia del área científica en la que participa en el Instituto de Computación Cuántica (IQC), de la Universidad de Waterloo, en Canadá, donde realiza sus estudios de doctorado y participa en proyectos de investigación de frontera, con el objetivo de desarrollar métodos de preparación de sistemas cuánticos que se puedan usar para la creación de nuevas tecnologías en este ámbito.
Entre las aplicaciones más importantes de estas innovadoras tecnologías se encuentran la posibilidad de simular eficientemente el comportamiento de sistemas complejos, lo cual potenciaría el desarrollo de nuevos medicamentos, el estudio de biología y medicina a fin de entender el plegamiento de proteínas para comprender la dinámica de enfermedades como el cáncer, y en sistemas de seguridad para la creación de formas más confiables de cifrado de información, entre muchas otras aplicaciones.
“Mi investigación se centra en el estudio del procesamiento de información cuántica; es decir, uso las propiedades fundamentales del mundo subatómico, el cual se describe con las leyes de la mecánica cuántica. Uno de los propósitos es desarrollar nuevas tecnologías, como computadoras cuánticas”, expone la licenciada en física por la Universidad Autónoma de Zacatecas y maestra en física e información cuántica por la Universidad de Waterloo, en Canadá, quien ha recibido reconocimientos nacionales e internacionales por diversos proyectos en esa ciencia.
Actualmente, la científica zacatecana que también realiza estudios de doctorado en el Instituto de Física Teórica Perimeter Institute, desarrolla métodos de preparación controlada del estado inicial de los qubits, los cuales son la versión cuántica de los bits, y que son necesarios para correr algoritmos en las computadoras cuánticas.
Qué son los qubits
La doctorante mexicana explica que si en una computadora clásica la información se almacena en bits, y éste sólo puede tomar uno de dos valores, 0 o 1, mientras que en una computadora cuántica se puede almacenar información en una superposición de 0 y 1, lo que se denomina un qubit. De manera que la información de ambos bits que se puede almacenar en un conjunto de qubits crece exponencialmente.
“Para ilustrar la connotación de este hecho basta pensar que es posible almacenar alrededor de un millón de bits de información en tan sólo un sistema de 20 partículas cuánticas. En particular trabajo en una nueva técnica de preparación de qubits que disminuye la entropía y la temperatura de los sistemas cuánticos usando una secuencia de redistribución de la misma y retermalización”.
“También exploro la teletransportación de energía cuántica, una nueva técnica que permite enviar energía con solo transmitir información y usar entrelazamiento cuántico. Esta técnica puede ser usada para extraer energía de sistemas cuánticos, y llevarlos a muy bajas temperaturas. Nuestros resultados muestran que se puede ir más allá del enfriamiento que se obtiene con anteriores métodos convencionales”.
Nayeli Rodríguez Briones fue nominada al Premio Nacional de la Juventud 2017, máximo reconocimiento que otorga el estado mexicano a jóvenes entre 12 a 29 años por parte del Gobierno Federal, a través del Instituto Mexicano de la Juventud.
La científica mexicana ha obtenido varios reconocimientos por la calidad y creatividad de sus trabajos de investigación en el IQC de la Universidad de Waterloo, además de que fue nominada a la medalla de oro nacional “Governor General’s Gold Medal” de Canadá, por sus destacados estudios científicos. (Agencia ID)