Un equipo de investigadores del Oak Ridge National Laboratory, la Cleveland Clinic e IBM ha logrado el primer cálculo cuántico conocido de un material combustible de fusión, una sal fundida llamada FLiBe que los futuros reactores de fusión nuclear utilizarán para producir su propio combustible.
El trabajo, publicado como preimpresión en arXiv, utilizó un enfoque híbrido cuántico-clásico llamado supercomputación centrada en lo cuántico para calcular nueve configuraciones moleculares de FLiBe (una sal de flúor, litio y berilio). Los circuitos cuánticos manejaron el comportamiento de los electrones, los enlaces y las interacciones entre átomos, que es idealmente adecuado para el hardware cuántico, mientras que las computadoras clásicas completaron los cálculos restantes.
Por qué FLiBe es importante
Uno de los mayores desafíos de ingeniería que enfrenta la energía de fusión comercial es la escasez de tritio. El tritio, un isótopo radiactivo del hidrógeno, es un combustible de fusión clave pero extremadamente raro en la naturaleza. Los futuros reactores de fusión están diseñados para producir su propio tritio dentro de un “manto” de sal fundida que rodea el núcleo del reactor. FLiBe es el principal candidato para ese material de manto.
Comprender exactamente cómo los átomos de tritio se unen con FLiBe a nivel atómico es esencial para optimizar el diseño del reactor y las tasas de producción de tritio. Hasta ahora, estas interacciones solo podían aproximarse con métodos de computación clásicos.
“El trabajo se basa en nuestros avances en la simulación de sistemas biológicos complejos a gran escala, incluidas proteínas que abarcan 12,635 átomos, y extiende esas técnicas a la ciencia de materiales”, dijo Kenneth Merz de Cleveland Clinic, autor correspondiente del artículo.
El enfoque técnico
El equipo utilizó la arquitectura de supercomputación centrada en lo cuántico de IBM, que combina procesadores cuánticos para las partes del cálculo que se benefician de la ventaja cuántica, la correlación electrónica y los enlaces, con supercomputadoras clásicas para el resto. La misma metodología se aplicó previamente a simulaciones de proteínas y ahora se está adaptando para la ciencia de materiales.
Jerry Chow, director de tecnología de Supercomputación Centrada en lo Cuántico de IBM, dijo que el trabajo demuestra que “unir la computación cuántica, la IA y la computación clásica es esencial para abordar los desafíos científicos más fundamentales de nuestra sociedad.”
Los próximos pasos incluyen reducir el tiempo de transferencia de datos entre procesadores cuánticos y clásicos y expandir el tamaño de los sistemas moleculares que pueden modelarse. Los investigadores buscan poner el flujo de trabajo a disposición de los desarrolladores de fusión para sus propios materiales de reactor.
Traducido por Alessandra
Sources: Interesting Engineering (July 8); arXiv (2026)