La simulación histórica de un complejo proteico de 12.635 átomos señala la maduración de la computación cuántica, pasando de ser una tecnología experimental a una herramienta científica viable para el descubrimiento de fármacos.
Científicos de IBM (NYSE: IBM), Cleveland Clinic y el RIKEN de Japón han simulado un complejo proteico de 12.635 átomos, la molécula más grande jamás modelada con hardware cuántico. El logro, anunciado el 5 de mayo, utiliza un enfoque híbrido cuántico-clásico que podría acortar los plazos de desarrollo de fármacos, que actualmente se extienden por más de una década.
"Este trabajo marca un avance importante y subraya el papel emergente de la computación cuántica en sistemas de relevancia para el descubrimiento de fármacos", afirmó Kenneth Merz, Ph.D., autor principal del estudio y científico del Departamento de Ciencias de la Vida Computacionales de la Cleveland Clinic. "Al cruzar la barrera de los 12.000 átomos, hemos ampliado significativamente la escala de las simulaciones moleculares biológicamente significativas posibles con la computación cuántica".
La simulación se ejecutó en los procesadores Heron de 156 cúbits de IBM ubicados en la Cleveland Clinic y el RIKEN, utilizando hasta 94 cúbits y casi 6.000 operaciones cuánticas. Esta tarea se coordinó con dos de las supercomputadoras clásicas más potentes del mundo, Fugaku y Miyabi-G. El marco de trabajo logró una simulación de una molécula aproximadamente 40 veces más grande de lo que el mismo método podía manejar hace apenas seis meses, con una precisión en los cálculos clave que mejoró hasta 210 veces.
La investigación aborda directamente un cuello de botella principal en las ciencias de la vida: predecir con precisión cómo un candidato a fármaco se une a una proteína objetivo. Los métodos computacionales actuales luchan con la complejidad de las moléculas grandes, lo que genera un trabajo de laboratorio de ensayo y error costoso y prolongado. Este enfoque centrado en lo cuántico ofrece un camino hacia cálculos de energía más precisos, lo que potencialmente ahorraría miles de millones en costos de investigación y desarrollo en toda la industria farmacéutica.
Un enfoque híbrido para la simulación molecular
El avance fue posible gracias a un marco que IBM denomina "supercomputación centrada en lo cuántico", que combina procesadores cuánticos con supercomputadoras clásicas. En este modelo, las máquinas clásicas —Fugaku en el RIKEN y Miyabi-G en la Universidad de Tokio— descompusieron los complejos masivos de proteína-ligando en fragmentos más pequeños y computables.
Los procesadores Quantum Heron de IBM calcularon entonces el comportamiento mecánico-cuántico de estas piezas individuales. Los resultados fueron reensamblados por las supercomputadoras para crear una imagen completa de la molécula de 12.635 átomos. Un nuevo algoritmo híbrido, EWF-TrimSQD, fue fundamental para reducir la carga computacional, haciendo posible simular un sistema de esta escala. Este trabajo se basa en hitos anteriores, incluida la simulación de la molécula de referencia Trp-cage de 303 átomos.
De las métricas de hardware a los problemas resueltos
Durante años, el progreso de la computación cuántica se midió por el recuento de cúbits y las tasas de error. Este logro sugiere una nueva métrica: la importancia de los problemas que puede ayudar a resolver. "Las computadoras cuánticas ya no solo demuestran que son herramientas viables; están demostrando que pueden aportar resultados significativos en arquitecturas de supercomputación centradas en lo cuántico", afirmó Jay Gambetta, director de IBM Research.
Para los inversores, esto señala un retorno tangible de décadas de I+D para IBM, que cotiza a un ratio P/E adelantado de alrededor de 19. Si bien no afecta las ganancias a corto plazo, esto demuestra un camino claro para aplicar la computación cuántica en los sectores farmacéutico y biotecnológico de alto valor. Competidores como Alphabet (NASDAQ: GOOGL) y empresas emergentes como PsiQuantum e Infleqtion están siguiendo diferentes caminos hacia la computación cuántica tolerante a fallos, pero la demostración de IBM sobre un problema científico del mundo real le otorga un punto de prueba clave. La capacidad de modelar con precisión las interacciones moleculares podría convertirse en un importante motor de ingresos a largo plazo a medida que los sistemas cuánticos se integren en los flujos de trabajo de I+D estándar en grandes compañías farmacéuticas como Pfizer y Merck.
Este artículo tiene fines informativos únicamente y no constituye asesoramiento de inversión.
