Mecanica cuantica ....................... ayuda por favor
Respuestas a la pregunta
Respuesta:¿Qué son las tecnologías cuánticas?
Se caracterizan por utilizar y aprovechar propiedades y fenómenos del mundo microscópico que no ocurren en el mundo macroscópico y que tienen un gran potencial. Por ejemplo, las partículas como los electrones o los fotones pueden estar en varias posiciones al mismo tiempo, gracias a la propiedad conocida como superposición cuántica. Esto tiene grandes aplicaciones en computación, permitiéndonos realizar varios cálculos o simulaciones de manera simultánea en lugar de secuencial. El nombre de estas tecnologías se debe a que la teoría física que describe estos fenómenos se conoce como Mecánica Cuántica.
Si bien pueden distinguirse al menos siete tecnologías cuánticas emergentes, hay tres que son especialmente relevantes para el futuro de la medicina, la biología y la genética: la computación cuántica, la simulación cuántica, y la óptica cuántica. Las dos primeras consisten en dispositivos capaces de realizar ciertos cálculos y simulaciones exponencialmente más rápido que los computadores actuales, pudiendo ejecutar en minutos u horas cómputos que hoy en día tardaríamos miles de años en procesar. La tercera consiste en el estudio de todo tipo de procesos ópticos, como por ejemplo la emisión y absorción de radiación por parte de la materia. El dominio de estos procesos es esencial para el desarrollo de técnicas que permitan detectar órganos dañados o tumores y llegar a manipularlos a nivel molecular con alta precisión y de manera inocua.
Relevancia para la medicina
Una de las aplicaciones con mayor potencial disruptivo la encontramos en el diseño de medicamentos a medida. Actualmente, la creación de medicamentos implica años de experimentos de laboratorio durante las fases de descubrimiento, clínica y pre-clínica. Con la capacidad computacional exponencialmente mayor de la computación cuántica, los expertos creen que será posible simular con computadoras el efecto de diferentes compuestos químicos sobre organismos a nivel molecular. Esto permitiría diseñar nuevos medicamentos con los computadores de manera mucho más rápida y barata.
Otra aplicación con gran potencial es la manipulación molecular, de gran importancia para luchar contra tumores o cánceres. Hoy en día contamos con técnicas nocivas, como los rayos X, y técnicas inocuas, como las IMR, para el escaneo de áreas específicas del cuerpo, o con tratamientos como la quimioterapia para luchar contra este tipo de patologías. Sin embargo, no existen técnicas precisas para poder identificar y modificar células o tejidos específicos de manera no perjudicial.
Afortunadamente, el campo de la óptica cuántica, que estudia cómo la materia y la radiación interactúan a nivel cuántico, tiene potencial para llegar a controlar moléculas individuales mediante la radiación que estas emiten y absorben, pudiendo alterarlas, modificarlas y/o destruirlas. Se podría llegar a interactuar de manera individual con las células cancerígenas y destruirlas sin perjudicar ninguna célula sana. Adicionalmente, las aplicaciones en diagnosis molecular, medicina de precisión y nano-biología son incontables.
Alianzas e inversión
Prueba de lo prometedor de estas tecnologías son las inversiones y alianzas que ya se están formando en el sector privado para el desarrollo de este tipo de técnicas. Un ejemplo es la colaboración iniciada en 2017 entre la consultora internacional Accenture, la compañía de software cuántico 1Qbit y la firma de biotecnología Biogen para diseñar la primera aplicación cuántica capaz de desarrollar soluciones médicas para problemas como la esclerosis múltiple, el Alzheimer, el Parkinson o la enfermedad de Lou Gehrig. Asimismo, en el instituto de investigación nacional japonés Quantum and Radiological Science and Technology (QST) ya están utilizando técnicas no invasivas para detectar un tumor sólido en media hora, determinar el mejor tratamiento posible, y predecir su eficacia terapéutica.
La promesa de esta nueva era tecnológica también constituye una gran oportunidad que las principales potencias mundiales ya están intentando aprovechar. Muestra de ello son el liderazgo de China, con un programa nacional para investigación y desarrollo de tecnologías cuánticas de 10 billones de dólares, y los programas de la Unión Europea y Estados Unidos, con presupuesto por encima de un billón de dólares. Sin embargo, en América Latina y el Caribe la ausencia de start-ups y compañías del sector privado hacen que el ecosistema cuántico en la región esté formado solamente por algunos brillantes investigadores en universidades de países como Brasil, Argentina, México, Colombia, Chile, Uruguay o Paraguay.
Ya existen oportunidades de introducirse al mundo de la programación cuántica para usuarios. Un ejemplo son los códigos y simuladores de código abierto en la red para cualquier persona que quiera desarrollar algoritmos cuánticos. Algunas de las opciones más populares son IBM Q Experience y el lenguaje #Q de Microsoft.