Una sola molécula contiene una gran cantidad de información. Incluye no solo el número de cada tipo de átomo constituyente, sino también cómo están organizados y cómo se unen entre sí. Y durante las reacciones químicas, esa información determina el resultado y se transforma. Las moléculas chocan, romper, volver a montar y reconstruir de manera predecible.

Hay otra forma de ver una reacción química, dice el profesor externo del Instituto Santa Fe Juan-Pérez Mercader, quien es físico y astrobiólogo con base en la Universidad de Harvard. Es una especie de cálculo. Un dispositivo informático es aquel que toma información como entrada, luego transforma mecánicamente esa información y produce algún resultado con un propósito funcional. La entrada y la salida pueden ser casi cualquier cosa:números, letras, objetos, imagenes simbolos o algo mas.

O, dice Pérez-Mercader, moléculas. Cuando las moléculas reaccionan, siguen los mismos pasos que describen el cálculo:Entrada, transformación, producción. "Es un cálculo que controla cuándo ocurren ciertos eventos, "dice Pérez-Mercader, "pero a escala nanométrica, o más corto ".

Las moléculas pueden ser pequeñas, pero su potencial como herramientas de computación es enorme. "Esta es una herramienta informática muy poderosa que debe aprovecharse, " él dice, teniendo en cuenta que un solo mol de una sustancia tiene 10 ^ 23 procesadores químicos elementales capaces de realizar cálculos. Durante los últimos años, Pérez-Mercader ha estado desarrollando un nuevo campo que denomina "computación química nativa". Es una búsqueda multifacética:no solo quiere explotar la informática química, sino también encontrar desafíos para los que sea más adecuado.

"Si tenemos un poder tan grande, ¿Qué tipo de problemas podemos abordar? ", pregunta. No son los mismos que podrían resolverse mejor con una supercomputadora, él dice. "Entonces, ¿para qué sirven?"

Tiene algunas ideas. Reacciones químicas, él dice, son muy buenos construyendo cosas. Entonces, en 2017, su grupo "programó" reacciones químicas para usar un montón de moléculas para armar un recipiente. El experimento demostró que estas moléculas, en un sentido, podría reconocer información y transformarla de una manera específica, análogo a la computación.

Pérez-Mercader y su colaborador principal en el proyecto, la ingeniera química Marta Dueñas-Díez en Harvard y el Laboratorio de Tecnología Repsol en Madrid, publicó recientemente una revisión de su progreso en la computación química. En eso, describen cómo se pueden utilizar las reacciones químicas, en un laboratorio, para construir una amplia gama de sistemas informáticos familiares, desde simples puertas lógicas hasta máquinas de Turing. Sus hallazgos, dice Pérez-Mercader, sugieren que si las reacciones químicas se pueden "programar" como otros tipos de máquinas informáticas, podrían explotarse para aplicaciones en muchas áreas, incluida la administración inteligente de fármacos, Redes neuronales, o incluso células artificiales.