Crean una molécula nueva y de naturaleza exótica con ayuda de la computación cuántica
Redacción Ciencia, 5 mar (EFE).- Un equipo científico, liderado por IBM y varias universidades europeas, logró crear y caracterizar una molécula sin precedentes, demostrando su naturaleza exótica con computación cuántica.
Los detalles se publican en la revista Science, en un artículo que firman expertos, además de IBM, de las universidades de Manchester, Oxford, Regensburg, la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) y ETH Zúrich.
La investigación, aseguran, demuestra cómo los ordenadores cuánticos pueden contribuir directamente a la comprensión del comportamiento molecular complejo.
En concreto, los científicos crearon y caracterizaron una molécula «como ninguna otra conocida hasta ahora», informa un comunicado de IBM. Sus electrones viajan a través de su estructura en un patrón similar a un sacacorchos que altera fundamentalmente su comportamiento químico.
El descubrimiento supone un avance científico en dos frentes. Para la química, demuestra que la topología electrónica (la propiedad que rige cómo se mueven los electrones a través de una molécula) puede ser diseñada deliberadamente y no simplemente encontrarse en la naturaleza.
Para la computación cuántica, es una comprobación concreta de una simulación cuántica haciendo aquello para lo que fue diseñada: representar directamente el comportamiento de la mecánica cuántica, a escala molecular, para producir conocimiento científico que, de otro modo, habría permanecido fuera de nuestro alcance, añade la nota.
Los científicos crearon una molécula que nunca había existido, tras lo que tuvieron que descubrir por qué funcionaba, una tarea -describen- que desafió a los ordenadores convencionales. Los computadores cuánticos -aún en experimentación- operan según las mismas leyes de la mecánica cuántica que gobiernan los electrones en las moléculas.
«Primero diseñamos una molécula que consideramos que se podía crear, después la construimos y finalmente la validamos, junto con sus propiedades exóticas, con un ordenador cuántico», explica Alessandro Curioni, IBM Fellow, vicepresidente para Europa y África y director de IBM Research en Zúrich.
La molécula se ensambló átomo por átomo en los laboratorios de IBM a partir de un precursor personalizado sintetizado en la Universidad de Oxford. Se trabajó en condiciones de ultra-alto vacío y a temperaturas cercanas al cero absoluto.
Los experimentos con microscopía de efecto túnel y de fuerza atómica se combinaron con computación cuántica para revelar una configuración electrónica «sin parangón» en el registro existente de la química: una estructura electrónica que experimenta un giro de 90 grados en cada circuito, requiriendo cuatro vueltas completas para regresar a la fase inicial.
Esta topología -llamada de half Möbius- es cualitativamente distinta a la de cualquier molécula conocida previamente y puede alternarse de forma reversible entre estados con torsión en el sentido de las agujas del reloj, en el sentido contrario y sin torsión.
Es la primera observación experimental de una topología electrónica de este tipo en una sola molécula. EFE
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