Cómo Moderna Usa la Computación Cuántica de IBM para Avanzar en el Desarrollo de Medicamentos de ARNm
Moderna se asoció con IBM Quantum para explorar la computación cuántica en la optimización de secuencias de ARNm, logrando simulaciones récord de 60 secuencias de nucleótidos en 80 qubits y avanzando hacia una ventaja cuántica práctica en el desarrollo de fármacos.
Impacto
80
Qubits utilizados en la simulación
60
Secuencias de nucleótidos simuladas
156
Qubits aplicados en investigación 2025
950
Puertas no locales en el circuito
Desafío
Moderna debe identificar las secuencias de ARNm óptimas entre un número astronómicamente grande de posibilidades, garantizando la estabilidad molecular, la codificación precisa de proteínas y la viabilidad de producción. La computación clásica alcanza sus límites con estos intensivos problemas de optimización combinatoria.
Solución
Se asoció con IBM Quantum para aplicar algoritmos cuánticos variacionales combinados con técnicas de evaluación de riesgo CVaR en el procesador cuántico Heron de IBM, creando un enfoque de computación híbrida cuántico-clásica para la optimización de secuencias de ARNm.
Herramientas y tecnologías
Lo que dicen los líderes
“«Nuestro objetivo es mejorar la salud humana. Creemos que es fundamental explorar todas las herramientas disponibles, incluida la computación cuántica.»”
“«Colaborar con IBM nos dio la oportunidad de ver qué podía hacer este enfoque cuántico, en lugar de especular sobre ello.»”
“«El mundo verá los primeros ejemplos de ventaja cuántica antes de 2026, siempre que la computación cuántica y la clásica de alto rendimiento trabajen juntas.»”
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Historia completa
Moderna, la empresa de biotecnología detrás de la vacuna Spikevax contra el COVID-19, se enfrenta a un extraordinario desafío computacional en el desarrollo de nuevos medicamentos de ARNm. La empresa debe identificar las secuencias óptimas de ARNm entre un número astronómicamente grande de posibilidades para tratar enfermedades, garantizando que las secuencias codifiquen proteínas objetivo con precisión, mantengan la estabilidad molecular, alcancen cantidades de producción suficientes y eviten desencadenar respuestas inmunes.
La computación clásica alcanza sus límites con estos intensivos problemas de optimización combinatoria, especialmente en la predicción de la estructura secundaria del ARNm. Reconociendo esta limitación, Moderna se asoció con IBM Quantum para explorar cómo la computación cuántica podía acelerar su investigación.
La colaboración combina algoritmos cuánticos variacionales con el Valor en Riesgo Condicional (CVaR), una técnica de evaluación de riesgo tomada de las finanzas, para mejorar el rendimiento de los algoritmos. Este enfoque híbrido cuántico-clásico focaliza la optimización en soluciones de menor energía con mínima sobrecarga computacional, usando circuitos cuánticos polinomiales instantáneos para una utilización eficiente de los recursos.
En 2024, el equipo estableció récords simulando 60 secuencias de nucleótidos usando 80 qubits en el procesador Heron de IBM, superando el récord anterior de 42 nucleótidos. En 2025, aplicaron 156 qubits con circuitos que contenían 950 puertas no locales, demostrando una de las ejecuciones de algoritmos cuánticos variacionales más grandes y avanzadas en hardware cuántico real. Los resultados coincidieron exitosamente con los de los solvers clásicos comerciales, validando el enfoque cuántico para aplicaciones farmacéuticas reales.
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