Este simulador cuántico de vida artificial puede tener aplicaciones tan variadas como la reorganización del tráfico de las ciudades, la economía del comportamiento o la farmacología computacional.
Cuando Charles Darwin escribió El Origen de las Especies en 1859 seguro que no se imaginaba que su teoría de la selección natural serviría varios siglos después como método para optimizar los circuitos de los ordenadores cuánticos. Pero, este es precisamente el objetivo del simulador cuántico de vida artificial.
Utilizando la teoría de la evolución y la selección natural esta aplicación “reproduce” únicamente a los individuos que mejor se adapten a la tarea designada lo que, como consecuencia, logra optimizar los circuitos cuánticos.
Simulando vida artificial con la ayuda de la Computación Cuántica
Este fue el reto al que se enfrentaron Paula García, Manuel García, Bruno Santidrían, Erik Terres y Sergio Chico durante el Bilbao Quantum Computing Hackathon. “Elegimos este reto porque nos pareció un concepto innovador” aseguraron, “no fue nada fácil: no todos los integrantes tenían experiencia previa con Qiskit o la física cuántica, pero entre todos conseguimos salir adelante”.
La vida artificial cuántica contempla la adaptación de conceptos de inspiración biológica como el envejecimiento, la evolución y la muerte a un sistema cuántico. Una simulación del juego de la vida que demuestra que, incluso con reglas muy simples, los sistemas pueden aumentar su complejidad de forma rápida.
Este proyecto no es sólo una investigación interesante a nivel de biología computacional cuántica y generación de sistemas complejos, si no que además abre la puerta a la optimización de circuitos cuánticos mediante reproducción de aquellos que se adapten mejor para la tarea designada.
Pese a la magnitud del reto, el equipo logró reproducir los puntos base de la investigación mostrando el proceso de vida de un sistema cuántico con envejecimiento, reproducción asexual y posterior muerte. Además, realizó e implementó una propuesta que tomara en cuenta aspectos de reproducción sexual con varios géneros, dando lugar a un nuevo estado cuántico que compartiera parcialmente sus características.
“24 horas no son demasiadas para llevar a cabo un proyecto así, aunque creemos que tuvimos bastante éxito ya que conseguimos reproducir los resultados ya obtenidos, mejorarlos y desarrollar nuevas técnicas.” aseguró el equipo. “Con más tiempo hubiéramos podido perfeccionar los mecanismos reproductivos, introducir el efecto de los individuos en el ambiente, otras especies, estrategias de cooperación o la dinámica cazador-presa.” concluyeron.
Más allá del interés científico, este reto puede encontrar aplicaciones prácticas en sistemas complejos como la reorganización del tráfico de las ciudades, la economía del comportamiento. Incluso podría tener aplicaciones en la farmacología computacional, un campo que estudia la relación entre genotipos específicos, prevalencia de enfermedades e interacciones de medicamentos.
Esta solución le sirvió al equipo para llevarse la mención de honor “Deep in Quantum” del Hackathon. “Estas 24 horas han sido una experiencia muy enriquecedora, no sólo en el ámbito científico si no también en el personal”, aseguraron al recoger el premio.
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