Mexicana calibra el futuro cuántico; desafía aislamiento y clima

Dentro de un futuro no muy lejano, la computación cuántica podría diseñar medicamentos desde cero, simular moléculas complejas, predecir el clima o modelar pandemias con una precisión sin precedentes. Estos ambiciosos desafíos son la meta de IBM, donde la física mexicana María José Lozano trabaja para hacerlos realidad en la sede de IBM Research en Yorktown Heights, Nueva York.

En un espacio que se asemeja más a una galería de arte minimalista que a un centro de cómputo, grandes módulos metálicos y negros se alinean bajo un techo cuadriculado. Son los computadores cuánticos de IBM, máquinas que requieren condiciones extremas de aislamiento y temperaturas cercanas al cero absoluto para operar.

Majo, como le gusta que la llamen, mira las pantallas frente a ella. Ajusta un parámetro, espera que las gráficas se estabilicen y luego suelta un suspiro breve. No hay aplausos, no hay público. Sólo la certeza de que la máquina que cuida —un procesador cuántico de IBM— alcanzó el equilibrio perfecto. Un logro que no dura más que un parpadeo, pero que para ella representa años de estudio, experimentación científica y madrugadas de paciencia.

Su camino lo empezó en una ciudad lejana al frío del laboratorio y a los algoritmos de mecánica cuántica.

El cero absoluto

Majo recuerda las tardes en las que, sentada en el sofá junto a su padre, el mundo parecía abrirse frente a la pantalla. Documentales de ciencia sobre galaxias lejanas, experimentos imposibles y teorías que desafiaban la imaginación se convirtieron en su juego favorito.

En ese entonces, no pensaba en bits ni en qubits, ni mucho menos en algoritmos cuánticos; simplemente se dejaba llevar por la fascinación de descubrir.

“Veíamos documentales de astrofísica o astronomía, y se me hacían muy interesantes. Creo que de ahí me nació el interés y luego empecé a comprar libros de divulgación científica, varios de Stephen Hawking, que son bastante buenos y tienen buen sentido del humor. De ahí fue que dije: ‘Me encantaría poder hacer algo relacionado a esto o estudiarlo’”, cuenta Majo.

Durante la preparatoria, Majo se fue de intercambio a Alemania. Fue ahí donde un profesor de física la alentó a estudiar lo que ella quería.

“Me di cuenta de que eso era algo que realmente me interesaba y fue él quien me dijo que era posible. Entonces me puse a investigar cuáles eran las mejores universidades para hacer física y Stanford aparecía en el top de los rankings”.

Stanford fue una experiencia tan enriquecedora como desafiante. Majo estaba rodeada de personas talentosas y apasionadas, lo que la mantuvo en contacto constante con los avances científicos y tecnológicos más significativos, en especial en el campo de la computación cuántica.

Su vida universitaria, sin embargo, no se limitó a los estudios: Majo buscó activamente oportunidades para aprender y colaborar. Ese interés por aprender y colaborar la llevó a un entorno donde la física más avanzada se encuentra con la ingeniería de precisión.

Niñera de qubits

El día a día de Majo, como ingeniera de hardware cuántico en IBM, es una danza entre la precisión y la paciencia. Su rol, de hecho, se asemeja al de una “niñera de qubits” o al menos así lo explica ella. Su principal labor es el mantenimiento de estos frágiles procesadores superconductores, asegurándose de que cada uno opere en su estado ideal.

Dedica sus jornadas a monitorear las computadoras cuánticas, interviniendo manualmente si un qubit muestra algún problema. Corre experimentos para optimizar su rendimiento, trabajando en la automatización de estos procesos para mejorar la eficiencia.

“Cada vez que un qubit se desestabiliza, es como si un bebé estuviera llorando”, comenta. “Tienes que encontrar qué está pasando, calmarlo y regresarlo a su estado óptimo”.

Su labor, aunque profundamente científica, está hecha de momentos muy humanos: concentración absoluta, resolución de problemas en equipo y una paciencia infinita. Cada qubit en el que Majo trabaja es un pequeño paso para que, en el futuro, estas máquinas puedan simular moléculas para el diseño de medicamentos y materiales avanzados, la optimización de procesos logísticos y financieros, el impulso de la inteligencia artificial mediante un entrenamiento más rápido y análisis de grandes datos, y el desarrollo de sistemas con encriptación resistente a la computadora cuántica.

Voz en la ciencia

Ser mujer en la ciencia, especialmente en física y computación cuántica, ha traído consigo una serie de desafíos. A menudo ha sido la única mujer en las salas de reuniones, un escenario que la enfrentó a estereotipos de género y presiones sociales.

Pero en lugar de ver estas presiones como barreras, las ve como un motor. “Siempre he creído que si te apasiona algo, debes seguirlo sin importar los prejuicios”, comenta, agradeciendo el apoyo de su familia y los profesores.

Ahora, con un lugar en la vanguardia tecnológica, Majo está decidida a abrir el camino para otras. Por eso, participa activamente en programas que fomentan la inclusión de mujeres en la ciencia, impartiendo capacitación y mentoría.

Para ella, el mejor ejemplo es el programa Womanium Quantum, una iniciativa global y virtual de la que ha sido parte. El programa cuenta con el apoyo de organizaciones clave y la participación de figuras destacadas, incluso ganadores del Premio Nobel, para proporcionar una formación rigurosa para las oportunidades del mañana.

“El mundo está avanzando en la dirección correcta, pero aún queda mucho por hacer”, afirma.

En el silencio frío del laboratorio, rodeada de cables y módulos metálicos, Majo se inclina una vez más sobre el sistema cuántico como si afinara un instrumento invisible.

“Esta tecnología es tal que nosotros como individuos realmente no vamos a tener una computadora cuántica en nuestra casa”, explica. “Esto va a ser algo que sólo va a estar presente en un laboratorio”.

Como ella misma dice, la computación cuántica pronto podrá resolver problemas que a las computadoras clásicas les llevaría miles o millones de años.

Majo y sus colegas buscan cerrar esa brecha para resolver problemas importantes en la ciencia y los negocios en cuestión de horas, si no en minutos.

Salto cuántico

De bits a qubits. Desde las computadoras de antaño hasta tu smartphone, la base ha sido el código binario: toda información digital se reduce a combinaciones de ceros (0) y unos (1). En grandes laboratorios emerge una nueva era: la computación cuántica.

Bits clásicos

• La base de todo. Un bit es como un interruptor: encendido (1) o apagado (0). Las computadoras clásicas analizan cada posibilidad una por una.

Qubits:

• El corazón de la computación cuántica son los qubits.

Superposición

• Un qubit puede ser 0 y 1 al mismo tiempo, como una moneda girando en el aire. Esto permite explorar múltiples posibilidades simultáneamente.

Entrelazamiento

• Los qubits pueden conectarse de forma que lo que le sucede a uno afecta instantáneamente al otro.
• Las computadoras cuánticas son sistemas delicados, a menudo enormes, que operan a temperaturas cercanas al cero absoluto (unos -273 °C) para proteger a los qubits.

¿Para qué servirá?

Las computadoras cuánticas prometen resolver problemas hoy imposibles, como en medicina: diseño de fármacos simulando moléculas complejas.

Clima

• Predicción más precisa de fenómenos meteorológicos.

Logística

• Optimización instantánea de rutas.

Seguridad

• Creación de criptografía inquebrantable.

IA

• Aceleración del aprendizaje de la inteligencia artificial.