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En 2023, un grupo de investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge ejecutó en la supercomputadora Theta la simulación de un circuito cuántico de 61 cúbits. Para almacenar su vector de estado se habrían necesitado 32 exabytes de memoria, más que la capacidad total de todos los discos duros del planeta.

En septiembre de 2024, en la sala de conciertos de Linz, en el escenario no solo había una orquesta. Junto a los músicos trabajaba un dispositivo que generaba pares de fotones entrelazados: un láser de 405 nm de longitud de onda incidía en un cristal no lineal y se dividía en dos fotones de 810 nm que volaban hacia dos estaciones de medición, Alicia y Bob.

La orquesta se afina antes del concierto. Cada músico capta el ritmo común y en la sala nace el orden. De manera similar funciona un ordenador cuántico de reservorio: los cúbits, como músicos, interactúan entre sí transformando una señal caótica en una melodía predecible. La computación de reservorio se conoce desde hace tiempo.

El bit cuántico, o cúbit, se parece a una moneda que gira sobre la mesa y puede ser cara y cruz a la vez. Para que el ordenador entienda qué ha salido, hay que detener la moneda y mirar. Antes, esa parada se hacía con retraso: se tomaban los datos, se llevaban a un ordenador normal para procesarlos y solo entonces se conocía el resultado.

Sobre la mesa hay un puñado de imanes redondos. Mientras no se tocan, están como caídos. Pero basta con enviar un breve pulso de corriente a través de ellos, y cada disco se voltea: el polo norte intercambia lugar con el sur.

En lo más profundo del ojo, en una fina capa de células, trabaja una diminuta máquina molecular. Captura la luz y la convierte en una señal que el cerebro interpreta como imagen. Pero a veces ocurre un error en los planos de esta máquina: una sola letra del código genético cambia y la persona nace ciega.

Por la noche, el cerebro no se apaga. En lugar de eso, repasa los eventos del día, como un bibliotecario que coloca los libros en los estantes. Pero, ¿de dónde provienen las imágenes extrañas, a veces sin sentido, de los sueños? Muchos pensaban que era simplemente ruido aleatorio, sin importancia.

Un material común se rompe en silencio. Primero, en su interior, se desgarran invisibles hilos-puente, y solo después aparece la grieta que se puede ver a simple vista. Ingenieros de la Universidad Carnegie Mellon han enseñado al material a «hablar» de esos daños ocultos. Imprimieron en 3D una rejilla parecida a un panal de abejas, pero con un patrón más complejo.

Un amplificador molecular es como un pestillo en una puerta: una señal débil abre el paso a una fuerte. En las células vivas, estos amplificadores trabajan constantemente, pero casi siempre gastan combustible. ¿Se puede amplificar una señal sin consumir energía?

Una orquesta donde cada músico toca su parte pero solo oye al vecino. En cuanto uno se equivoca, una ola de errores recorre toda la sala. Así funcionan las máquinas de Ising: dispositivos especiales para resolver problemas donde hay que elegir la mejor opción entre muchas.

Una radio capta solo una emisora porque su circuito resonante está sintonizado a la frecuencia de esa emisora. De manera similar funcionan los vórtices magnéticos en un nuevo tipo de elementos de cálculo.

Los neurochips funcionan de manera distinta a los ordenadores convencionales, construidos según los planos de von Neumann con memoria y procesador separados.

En una sopa hirviendo, las moléculas chocan caóticamente y reaccionan. Pero si medimos cómo cambian sus concentraciones, emergen patrones. Así funcionan las redes químicas de carbono: mezclas de moléculas que espontáneamente «cocinan» información, convirtiendo cada reacción en un cálculo elemental. Antes solo se usaban para modelar la naturaleza.

Comunicarse con neuronas vivas es como sintonizar un viejo receptor de radio: no solo hay que captar la onda correcta, sino también orientar la antena.