YORKTOWN HEIGHTS, Nueva York, y CLEVELAND — 5 de mayo de 2026 — Científicos de la Clínica Cleveland, RIKEN e IBM (NYSE: IBM) utilizaron las computadoras cuánticas de IBM y dos de las supercomputadoras más potentes del mundo para simular complejos proteicos de hasta 12.635 átomos. Estas son las simulaciones más grandes conocidas de moléculas biológicamente relevantes realizadas hasta ahora con hardware cuántico, y demuestran que las computadoras cuánticas están evolucionando hasta convertirse en herramientas científicas útiles, capaces de ayudar a resolver problemas fundamentales en biología, química y ciencias de la vida.

Los resultados se lograron en parte gracias a un algoritmo innovador que optimiza la forma en que las computadoras cuánticas y clásicas trabajan juntas, un enfoque conocido como supercomputación cuántico-céntrica. Con este método, el equipo logró capturar el comportamiento de dos proteínas bioquímicamente relevantes que son aproximadamente 40 veces más grandes que lo que esta misma técnica podía manejar apenas seis meses atrás. Además, la precisión de las simulaciones en un paso clave del proceso mejoró hasta 210 veces durante ese mismo período.

La decisión de explorar si las computadoras cuánticas podían aportar valor a la simulación de complejos proteicos surgió de los desafíos que enfrentan hoy los investigadores al estudiar cómo un candidato a fármaco puede unirse a una proteína. Este es uno de los problemas más difíciles y costosos en la investigación en ciencias de la vida, y uno que los métodos computacionales actuales han tenido dificultades para resolver con exactitud a medida que las moléculas aumentan de tamaño. Lograrlo de forma precisa y temprana en el proceso de descubrimiento podría reducir de manera significativa los plazos de desarrollo de medicamentos, que hoy pueden extenderse por más de una década y requerir inversiones muy elevadas para producir un solo fármaco.

“Este trabajo marca un avance importante y subraya el papel emergente de la computación cuántica en sistemas relevantes para el descubrimiento de fármacos”, afirmó Kenneth Merz, PhD., autor principal del estudio y científico del Departamento de Ciencias de la Vida Computacionales de la Clínica Cleveland. “Al superar la barrera de los 12.000 átomos, hemos ampliado de forma significativa la escala de las simulaciones moleculares biológicamente relevantes que son posibles con computación cuántica y hemos demostrado un marco para aplicar estos métodos a problemas científicos de mayor escala”.

“Durante años, la computación cuántica fue una promesa. Ahora, las computadoras cuánticas están produciendo resultados que realmente importan para la ciencia”, señaló Jay Gambetta, Director de IBM Research e IBM Fellow. “Los sistemas que simulamos aquí son el tipo de moléculas con las que trabajan biólogos y químicos en el mundo real. Las computadoras cuánticas ya no solo demuestran que son herramientas viables, sino que están probando que pueden aportar resultados significativos dentro de arquitecturas de supercomputación centradas en lo cuántico”.

La investigación, publicada en un estudio preliminar, se basa en una serie de hitos logrados previamente por las tres instituciones. Esto incluye trabajos destacados en la portada de Science Advances que introdujeron técnicas para modelar estados electrónicos en moléculas, inicialmente demostradas en sulfuros de hierro, y más recientemente, la molécula de referencia de 303 átomos conocida como Trp-cage, la primera simulación completamente centrada en lo cuántico realizada sobre 20 aminoácidos.

Computadoras cuánticas y clásicas trabajando en conjunto

Este enfoque —al que IBM denomina supercomputación centrada en lo cuántico— combina procesadores cuánticos con computadoras clásicas, de modo que cada herramienta computacional resuelva las partes del problema en las que es más eficiente. En este trabajo, las computadoras clásicas descompusieron los complejos proteína-ligando en fragmentos que podían ser calculados. Los procesadores IBM Quantum Heron de 156 qubits, que operan en las computadoras cuánticas de IBM tanto en la Clínica Cleveland en Estados Unidos como en RIKEN en Japón, calcularon el comportamiento mecánico-cuántico de esas partes en conjunto con dos de las supercomputadoras clásicas más potentes del mundo: Fugaku, en RIKEN, y Miyabi-G, operada por la Universidad de Tokio y la Universidad de Tsukuba.

La solidez del hardware cuántico de IBM fue esencial para la precisión y el éxito de los cálculos, que requirieron hasta 94 qubits ejecutando cerca de 6.000 operaciones cuánticas en ciertas etapas de la simulación. Luego, los resultados se volvieron a ensamblar en computadoras clásicas para obtener una representación completa de la molécula.

Tal como se publicó en arXiv, el salto en escala fue posible gracias tanto a la innovación algorítmica como al acceso a infraestructura computacional de última generación. El nuevo algoritmo híbrido cuántico-clásico, denominado EWF-TrimSQD, redujo de forma drástica la sobrecarga computacional y aceleró la capacidad de representar directamente la química de estos sistemas moleculares en hardware cuántico. Como resultado, la frontera de lo que es posible con la supercomputación centrada en lo cuántico se ha ampliado hacia tamaños de moléculas que antes eran inaccesibles, y existe un camino claro para seguir aumentando tanto el tamaño como la precisión de estos cálculos.

Un paso hacia el descubrimiento de medicamentos

El equipo considera este trabajo como un punto de partida. De cara al futuro, la capacidad de escalar simulaciones de sistemas moleculares con mayor precisión representa un paso hacia ayudar a los investigadores a predecir mejor cómo los medicamentos pueden interactuar con sus objetivos proteicos. Las mejoras computacionales en el descubrimiento de fármacos se basan en dos capacidades fundamentales: primero, modelar el movimiento de los átomos a medida que se desarrollan los procesos biológicos; y segundo, calcular con precisión sus energías, algo para lo cual estos resultados muestran que la supercomputación centrada en lo cuántico puede ser de gran ayuda.

A medida que las computadoras cuánticas sigan avanzando, su integración en los flujos de trabajo computacionales podría ofrecer una mayor precisión en los cálculos de energía a mayor escala y, potencialmente, abrir la puerta a la simulación de catalizadores enzimáticos, mecanismos de acción de fármacos y otros comportamientos moleculares que hoy solo pueden estudiarse con experimentación.

De forma más amplia, este avance marca un cambio en lo que la computación cuántica significa para la ciencia. Durante la mayor parte de su historia, el progreso en este campo se midió en qubits, compuertas y tasas de error. Ahora, sus capacidades también pueden evaluarse por el tamaño y la relevancia de los problemas que puede ayudar a resolver.

Para más información sobre este hito, visite: https://www.ibm.com/quantum/blog/cleveland-clinic-riken-chemistry

 

Apoyo a la investigación

Esta investigación cuenta con el apoyo de NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization), una organización bajo la jurisdicción del Ministerio de Economía, Comercio e Industria de Japón (METI), a través del programa “Investigación y desarrollo de una plataforma híbrida de supercomputadoras cuánticas para la exploración de capacidades computacionales no exploradas” (Líder del proyecto: Mitsuhisa Sato), como parte del “Proyecto de investigación y desarrollo de infraestructuras mejoradas para sistemas de información y comunicaciones post 5G (JPNP20017).”

Acerca de IBM

IBM es un proveedor global líder de nube híbrida e IA, y de experiencia en consultoría. Ayudamos a clientes de más de 175 países a capitalizar insights a partir de sus datos, agilizar los procesos empresariales, reducir costos y obtener la ventaja competitiva en sus industrias. Miles de entidades gubernamentales y corporativas en áreas de infraestructura crítica como servicios financieros, telecomunicaciones y atención médica confían en la plataforma de nube híbrida de IBM y Red Hat OpenShift para influir en sus transformaciones digitales de forma rápida, eficiente y segura. Las revolucionarias innovaciones de IBM en IA, computación cuántica, soluciones de nube específicas del sector y consultoría ofrecen opciones abiertas y flexibles a nuestros clientes. Todo esto está respaldado por el compromiso de larga data de IBM con la confianza, la transparencia, la responsabilidad, la inclusión y el servicio. Visite https://research.ibm.com para obtener más información.

Acerca de la Clínica Cleveland

Cleveland Clinic es un centro médico académico sin fines de lucro y de múltiples especialidades que integra la atención clínica y hospitalaria con la investigación y la educación. Fundada en 1921 por cuatro médicos de renombre con la visión de brindar una atención excepcional basada en los principios de cooperación, compasión e innovación, Cleveland Clinic ha sido pionera en numerosos avances médicos, incluyendo la cirugía de bypass coronario y el primer trasplante de rostro en Estados Unidos. Cleveland Clinic es reconocida de manera constante en Estados Unidos y en todo el mundo por su experiencia y calidad de atención. Entre sus 83.000 empleados a nivel mundial se encuentran más de 6.600 médicos e investigadores con salario fijo y 21.900 enfermeros registrados y profesionales de práctica avanzada, que representan 140 especialidades y subespecialidades médicas. Cleveland Clinic es un sistema de salud con 6.725 camas que incluye un campus principal de 173 acres cerca del centro de Cleveland, 23 hospitales y 300 centros ambulatorios, con ubicaciones en el noreste de Ohio, Florida, Las Vegas (Nevada), Toronto (Canadá), Abu Dabi (EAU) y Londres (Inglaterra). En 2025, se registraron 15,9 millones de consultas ambulatorias, 343.000 hospitalizaciones y observaciones, y 336.000 cirugías y procedimientos en todo el sistema de salud de Cleveland Clinic. Visítenos en clevelandclinic.org. Síganos en x.com/CleClinicNews. Noticias y recursos disponibles en newsroom.clevelandclinic.org.