Investigadores simulan colisiones de partículas en un procesador cuántico de IBM de 104 cúbits

Investigadores del Instituto de Tecnología de California y la Universidad de Washington desarrollaron un método que permite a los ordenadores cuánticos preparar los paquetes de ondas iniciales —perturbaciones localizadas vinculadas a partículas en movimiento— para simulaciones de colisiones de partículas de manera más eficiente. El enfoque apareció en un artículo publicado en Nature Physics. Se utilizó para simular colisiones de partículas en un procesador cuántico que contenía 104 cúbits, las unidades básicas de la información cuántica. Phys.org informó sobre el trabajo el 7 de octubre de 2026.

Roland C. Farrell, primer autor del artículo, declaró a Phys.org que el equipo quiere predecir qué ocurre poco después de que las partículas se hacen chocar en colisionadores como el LHC. Dijo que las partículas que emergen de estas colisiones proporcionan información sobre las leyes de la naturaleza. Farrell afirmó que simular tales colisiones se considera ampliamente intratable en un ordenador clásico, pero se cree que es eficiente en un ordenador cuántico.

Uno de los objetivos del estudio era observar, en tiempo real, la conversión de la energía de algunas de las partículas que colisionan en la masa de partículas recién producidas, según el artículo. Phys.org informó de que esta conversión es una manifestación directa de la ecuación de Einstein E = mc², que relaciona la energía (E) y la masa (m), donde c es la velocidad de la luz. Farrell dijo que el primer paso es preparar dos partículas de alta energía, o paquetes de ondas, que se mueven una hacia la otra. Dijo que los enfoques existentes hacían esto inviable en el hardware actual.

Las simulaciones se basaron en un modelo simplificado de interacciones entre partículas llamado teoría de campos de Ising unidimensional. El coautor Nikita A. Zemlevskiy declaró a Phys.org que, una vez preparado el estado inicial, el sistema evoluciona en el tiempo mediante la aplicación de puertas cuánticas que aproximan la evolución hamiltoniana. Dijo que la producción de partículas se identifica midiendo propiedades del estado posterior a la colisión, como su densidad de energía.

Utilizando el nuevo enfoque, los investigadores simularon una colisión entre dos paquetes de ondas con partículas ligeras en un ordenador cuántico desarrollado por IBM, informó Phys.org. A bajas energías, la colisión no produjo nuevas partículas y las dos partículas ligeras se separaron.