El creador de la primera computadora cuántica en Israel y Carol Perelman platican de las últimas investigaciones del Instituto Weizmann

Enlace Judío – Hallar la cura del cáncer, desentrañar los misterios del universo o desarrollar la computación cuántica… Para el Instituto Weizmann de Ciencias, el cielo no es un límite. Carol Perelman conversó con su vicepresidente, Roee Ozeri, para saber más sobre las importantes aportaciones del instituto, así como los nuevos proyectos de investigación en que se encuentran embarcados sus científicos. 

De visita en México, Ozeri conversó con Carol Perelman, en exclusiva para Enlace Judío, y ofreció un amplio panorama de los campos de investigación en que los científicos del Instituto Weizmann están realizando aportaciones y avances actualmente.

Carol Perelman: Desde su fundación, en 1934, el Instituto Weizmann siempre ha estado a la vanguardia en ciencia. ¿Cuáles son los asuntos científicos más urgentes ahora? ¿En qué están trabajando los investigadores del instituto?

Roee Ozeri: Comenzaré diciendo que en el Instituto Weizmann, nunca dirigimos a nuestros científicos en un rumbo determinado. Son nuestros científicos quienes deciden cuáles son los asuntos más urgentes a investigar, cuáles son los frentes científicos más candentes, cuál es la dirección más interesante a seguir.Somos casi religiosos al respecto y nos aseguramos de que nuestros científicos sean libres. 

Sin embargo, puedo ver lo que están eligiendo nuestros científicos y puedo decirte que, por ejemplo, un gran frente en el que muchos de nuestros científicos están trabajando hoy es el de comprender el cerebro. Comprender el cerebro es probablemente la última frontera en las ciencias de la vida, con enormes implicaciones sobre las enfermedades: las enfermedades neurodegenerativas, la salud mental…

Otra gran iniciativa en la que vemos que muchos de nuestros científicos se embarcan es la sustentabilidad ambiental. Para que entendamos cómo podemos producir alimentos de manera sostenible, cómo podemos garantizar la seguridad alimentaria para la humanidad, para las generaciones venideras, cómo podemos producir energía de una manera verde y sostenible, cómo podemos producir materiales que sean ecológicos y degradables y que no se acumulen en el medioambiente. Este es un proyecto insignia muy importante que tenemos actualmente en el Instituto Weizmann. 

Supongo que la tercera dirección que puedo señalar es la de la Astrofísica y la Física de partículas; la comprensión del universo, el cosmos en general, desde las cosas más grandes hasta las más pequeñas. Otro gran frente en el que participo personalmente es el de las tecnologías cuánticas y la computación cuántica, un nuevo paradigma tecnológico que probablemente perturbe el mundo de la tecnología tal como lo conocemos hoy, al menos en algunos aspectos.

CP: Cuéntenos un poco sobre los nuevos marcos en la investigación del cáncer. El cáncer es una de las mayores preocupaciones en la actualidad, en materia de salud. Y en el Instituto Weizmann, el enfoque ha sido muy interesante y ha tenido muchos buenos avances.

RO: Absolutamente, el cáncer ha sido y sigue siendo una de las principales enfermedades que enfrentan los humanos. Creo que la investigación del cáncer ha progresado mucho en las últimas décadas, y esto se debe particularmente a la comprensión de la forma en que suceden y ocurren los mecanismos genéticos. 

El cáncer, principalmente, es la ruptura de nuestro mecanismo de replicación genética: ese mecanismo se sale completamente de control.

En décadas anteriores, nuestra capacidad para tratar el cáncer dependía de métodos que no eran específicos para el cáncer, como la radioterapia o la quimioterapia. Estas técnicas atacan a las células sanas tanto como las células cancerosas. Hoy en día, existen tratamientos que pueden dirigirse directamente a los tumores. 

Ahora, nuestra capacidad para hacer eso realmente depende de décadas de exploración científica. Las personas que entendieron cómo ocurren los mecanismos genéticos querían entender la genética. No era realmente el cáncer lo que tenían en mente. Y seguimos esa línea de creencia. Tratamos de comprender los mecanismos básicos detrás de la replicación genética, los mecanismos básicos detrás del cáncer para poder encontrar un tratamiento. 

Una dirección interesante que hemos estado siguiendo en los últimos años es la de las formas de inmunoterapia para aprovechar el sistema inmunitario a fin de atacar el cáncer, los tumores cancerosos. De hecho, la terapia de células T contra el cáncer fue desarrollada en el Instituto Weizmann. 

Dos avances recientes en la investigación del cáncer, en el grupo del Dr. Cheema, encontraron una posible forma de detectar el cáncer con un simple análisis de sangre. Esto sería una revolución en la detección temprana del cáncer si realmente pasa por ensayos clínicos y madura. 

El grupo del profesor de Strassman, investigador en el Instituto Weizmann, encontró que los tumores muy similares a los de las personas tienen un entorno de microbioma.

De hecho, hay una colonia de bacterias que viven de los tumores con una relación simbiótica entre la bacteria y el tumor. Y si podemos encontrar una manera de atacar a estas bacterias y, de hecho, podemos atacar a las bacterias de manera muy eficiente, tal vez esa sea otra vía con la que podamos atacar los tumores.

Muchas cosas están sucediendo y este es un campo que se mueve muy rápido.

CP: Ahora, creo que un campo muy interesante también es hablar de sustentabilidad. Y Ron Miller estuvo en los titulares el año pasado por su investigación y es muy creativo. ¿Puedes hablar un poco sobre lo que encontró ahora que tenemos 8 mil millones de personas viviendo en la Tierra?

RO: Ron es increíble y es uno de esos científicos que, además de su competencia y profesionalismo y de trabajar en biología y en laboratorios y experimentos, también es un experto en análisis de datos para generar ideas perspicaces. Ron, por cierto, es la persona que analizó o fue responsable de parte del análisis de los datos de covid durante la epidemia en Israel. 

Entonces, una pregunta que Ron respondió recientemente fue la siguiente: sabemos que en la tierra tenemos biomasa. La biomasa es la masa total de todas las personas, todos los animales, todas las bacterias, todas las algas en el océano, todos los bosques, todo lo que es vida. 

Por otro lado, en la Tierra tenemos masa hecha por el hombre. A eso lo llamamos antropomasa. Y la antropomasa es la masa de edificios, automóviles, electrodomésticos, carreteras: todo lo que construimos. Ahora, la masa total en la Tierra no va a cambiar tan a menudo y la antropomasa viene a expensas de la biomasa. 

Lo que hizo Ron fue una investigación muy profunda y amplia que evaluó la cantidad de biomasa y la cantidad de antropomasa durante los últimos 200 años y encontró que 2020 fue en realidad un año límite en el que la cantidad de antropomasa, la cantidad de masa hecha por el hombre en realidad superó la cantidad de biomasa en la tierra. 

Y eso se debe a que no solo la antropomasa aumenta de manera constante: la biomasa en la tierra está disminuyendo de manera constante. Y esto es ciertamente algo en lo que tenemos que pensar. Es una tendencia que debemos revertir si queremos que la vida aquí sea sostenible. Si la biomasa continuara disminuyendo… somos biomasa, no sobreviviremos.

CP: Y hablando de covid, el mundo se detuvo por él, pero el Instituto Wiezmann no se detuvo. Al contrario, escuchamos muchas novedades y muchos avances. Específicamente, me encantaría que explicaras un poco más sobre el trabajo de Nir London y cómo usó la ciencia abierta para unir al mundo de la química.

RO: Su historia es muy interesante. Pero tal vez antes de contar esa historia, debería decir que, cuando estalló el covid, en el Instituto Weizmann teníamos quizás uno o dos laboratorios que trabajaban en enfermedades infecciosas. No teníamos muchos laboratorios que trabajaran en esa área. Y rápidamente, en un mes más o menos, se iniciaron docenas de grupos, más de 60 proyectos de investigación, para combatir el covid. 

Esto se debió al hecho de que nuestros científicos entendieron que este es un desafío global y un desafío que requiere que la ciencia actúe muy, muy rápido. Y es por eso que usaron su talento, su energía y su experiencia para tratar de encontrar una cura para el covid. Nir London es un químico médico, diseña pequeñas moléculas que pueden ser utilizadas para hacer fármacos.

En enero de 2020, recibió la estructura de una parte del virus de colegas en China y diseñó moléculas muy pequeñas que podrían adherirse a esa parte del virus y ralentizar su acción. Ahora, las moléculas pequeñas no son suficientes. Si se desea detener por completo la acción del virus, se necesita moléculas más grandes y, por lo general, el desarrollo de moléculas más grandes, es decir, medicamentos basados en moléculas pequeñas, es un proceso que lleva años y años. Es mucho ensayo y error, cálculos serios seguidos de síntesis, ensayo-error. De vuelta al diseño, de vuelta a la síntesis. Esto podría tomar una década fácilmente, pero aquí no teníamos una década.

Y por lo tanto, en un proyecto que se denominó Proyecto Moonshot, el laboratorio de Nir London en el Instituto Weizmann se asoció con grupos en la Universidad de Oxford y en Sloan Kettering en Estados Unidos, e hicieron lo siguiente: publicaron todas estas pequeñas moléculas e hicieron un llamado público para que cualquier químico del mundo intentara usar los recursos computacionales que pusieron a disposición del público para generar sugerencias para moléculas más grandes. 

Esto aceleró significativamente el proceso de desarrollo, por lo que en un par de meses se convirtió en un proyecto de ciencia realmente abierta. Nir y sus colegas recibieron unos cientos, si no 1000 sugerencias de medicamentos. Podían revisarlos, priorizarlos, elaborar una lista corta con los fondos que proporcionamos. 

Esta colaboración pudo sintetizar estas moléculas y luego probarlas en laboratorios en todas estas instituciones. Y con este rápido proceso de respuesta, pudieron producir un fármaco que ahora se encuentra en ensayos clínicos. Así que creo que esta es realmente una historia inspiradora en el sentido de que puedes ver a la comunidad científica, por un lado, siendo reclutada y saltando a la acción. “Tenemos que actuar. Necesitamos actuar ahora.” Y lo hacen. Y luego, en lugar de hacer ciencia en estrecha colaboración, abrirse al público y utilizar al público como un recurso. Me parece una historia maravillosa.

CP: Como divulgadora científica y una de las creadoras y actual directora del Jardín Weizmann de ciencias, aquí, en el Centro Deportivo Israelita, tengo que preguntarte: ¿qué podremos ver en el futuro cercano en el Jardín de la Ciencia Clore, en Rehovot?

RO: El Jardín de la Ciencia Clore será reabierto muy pronto y se está rehaciendo, no solo renovando. Es realmente una nueva versión desde cero, y una de las experiencias de educación científica que puedes brindarte a ti mismo, a tu familia y a tus amigos. 

Pero el Instituto Weizmann también ofrece una experiencia de visita única con un centro de visitantes y sitios históricos como la Villa de Haim Weizmann, la primera residencia presidencial del Estado de Israel, y una vibrante comunidad científica. 

De vuelta al Jardín de la Ciencia Clore, es un concepto único. Hay museos de ciencia en el mundo. Muchos de ellos son impresionantes, muy creativos, sorprendentes en su capacidad para comunicar la ciencia.

El Jardín de la Ciencia Clore es único en el sentido de que es un jardín de la ciencia al aire libre. 

Durante los últimos dos años, ha sido reconstruido gracias al generoso apoyo de la Fundación Clore. Este otoño, el próximo otoño, va a reabrir y va a ofrecer a niños y sus padres y adultos con curiosidad por la ciencia, una experiencia única de ciencia y al aire libre a partir de exposiciones que retratan cómo funciona el cuerpo humano, hasta instalaciones de código abierto que pueden programar fuentes; un microbioma y un área de sustentabilidad.

Así que esta será realmente una gran experiencia, no solo para divertirse, sino también para comprender la ciencia, que es una tarea muy importante hoy en día.

CP: Ahora hablemos de tu pasión: la computación cuántica. Lo que quiero preguntarte es que probablemente, una de las carreras más importantes del siglo pasado fue la carrera espacial. Ahora siento que estamos en medio de la carrera de la computación cuántica, y estoy muy feliz de saber que la primera computadora construida en Israel fue construida por ti y tu equipo. Entonces, cuéntanos un poco acerca de por qué es importante para Israel, para ti, para el Instituto Weizmann, tener una computadora cuántica y qué podemos esperar de ese avance.

RO: Tal vez, antes de hacer eso, puedo dar un poco de información porque cuando entré en el campo de la física cuántica e incluso de la computación cuántica, no lo hice porque pensé que esta era una tecnología que cambiaría el mundo. No es que pensara que no lo haría, pero esa no era la motivación. 

La motivación fue que pensé que la física cuántica es la teoría más alucinante, estética y curiosa con la que he tenido que lidiar. Y yo estaba allí por pura curiosidad, no porque pensara que la tecnología… y como suele pasar, cuando la gente sigue su curiosidad —y no estoy hablando solo de mí, estoy hablando de la comunidad científica en general—, ahí es cuando las tecnologías disruptivas realmente llegan a buen término. 

También quiero decir que la computación cuántica es solo un ejemplo de un término más general, que es tecnologías cuánticas. Muchas tecnologías se beneficiarían de llevar el rendimiento de esa tecnología en particular al límite que permite la mecánica cuántica.

Entonces, en ese sentido, si miras los sensores —y tenemos sensores en todas partes, aquí hay un sensor justo frente a mí—, si quieres llevar los sensores al límite de su rendimiento, el límite de su rendimiento lo dicta la física cuántica, las leyes de la física.

Si llevamos los límites de la transferencia de información a aquellos que se rigen por las leyes de la mecánica cuántica, mejoraremos la transferencia de información. Realmente, cualquier tecnología que se nos ocurra, si la llevamos a los límites que permite la mecánica cuántica, podremos mejorar ese rendimiento. 

Estas son ideas que iniciaron en la década de 1980, inicialmente por un físico judío estadounidense muy famoso de nombre Richard Feynman, premio Nobel, un personaje muy pintoresco. Y si lees su autobiografía, es muy divertida. Estaba en Caltech y conjeturó que mediante el uso de computadoras que operaran al límite que permite la mecánica cuántica, no solo mejoraríamos el rendimiento de las computadoras un poco sino que, de hecho, podríamos resolver problemas que actualmente no podemos resolver en absoluto. 

Entonces, las computadoras cuánticas son una tecnología que ofrece la promesa de resolver problemas que hoy en día son totalmente irresolubles. Y esa es una revolución seria que probablemente tendrá un impacto en todo, desde el diseño de medicamentos y el diseño de materiales, pasando por la logística y la optimización de las carteras financieras, hasta el mundo de la criptografía y los códigos de descifrado. 

Entonces, creo que tener esta tecnología a la mano es muy importante. Creo que, en particular para Israel, es importante tener esa tecnología porque, como en cualquier tecnología y activo estratégico, es importante para los países, y especialmente para un país como Israel, tener esa capacidad interna y poder ofrecer eso, esa tecnología al ecosistema israelí.

CP: ¿Alguna vez habrá computadoras cuánticas personales?

RO: “Alguna vez” es un tiempo muy, muy largo. Creo que tratar de formular hipótesis sobre “alguna vez” es un desafío serio. Creo que lo mejor que podemos hacer es mirar hacia atrás en la historia y tratar de proyectar a partir de nuestra experiencia.

La primera computadora electrónica en Israel se construyó en el Instituto de Ciencias Weizmann. Tenía 40 bits y el tamaño aproximado de la mitad de una habitación.

Así que estoy seguro de que si le preguntaras a la gente allá en los años 40 y 50 que trabajaron en esa computadora, si alguna vez esa computadora cabría en tu bolsillo, te dirían que de ninguna manera. 

Sería una tontería de mi parte decir que no puedo ver un futuro con computadoras cuánticas miniaturizadas que cupieran en un bolsillo. Pero ciertamente, siendo una mercancía, debo decir que hoy en día, si miras al menos la próxima década, es muy probable que las computadoras cuánticas sigan siendo instalaciones únicas similares a las computadoras de alto rendimiento, grupos de procesadores que se mantienen en centros específicos. 

Y luego la gente se conectaría a estos centros a través de servicios en la nube y usaría estas computadoras en línea desde lejos. Entonces, estas computadoras no van a ser tremendamente compactas, pero dentro de décadas y décadas, quién sabe.

CP: Hablemos un poco sobre cosas más grandes, hablemos sobre el espacio. Y creo que tienen proyectos muy interesantes en preparación para la exploración espacial y para comprender nuestro lugar en el universo.

RO: Sí, absolutamente. Tenemos un programa muy grande en astrofísica y física de partículas. Creemos que explorar el universo desde sus confines y tamaños más lejanos y las cosas más grandes del universo hasta las más pequeñas es nuestra forma de comprender mejor las leyes básicas de la naturaleza. 

De hecho, tenemos dos proyectos astrofísicos asombrosos.

Uno de ellos es el despliegue de un telescopio espacial.

Creo que si le preguntaras a la gente hace 20 o incluso diez años si una institución científica del tamaño del Instituto Weizmann tiene la capacidad y la experiencia para liderar una misión de telescopio espacial, la respuesta sería “de ninguna manera.”

Es demasiado caro, demasiado complejo. Pero creo que si miras la forma en que ha ido la industria espacial desde entonces, la carga útil se ha vuelto más pequeña. Israel se ha convertido en una potencia de la tecnología espacial. Entonces, en gran medida, podemos aprovechar la experiencia de la tecnología espacial que encontramos en las industrias alrededor del Instituto de Ciencias Weizmann. 

El lanzamiento al espacio se volvió más barato y fácil. Así que de hecho nos embarcamos en este proyecto. Es un telescopio espacial que es extremadamente barato. Solo cuesta alrededor de $100 millones de dólares, que es probablemente 10% de lo que cuestan los proyectos típicos de telescopios espaciales. La idea del desarrollo tomó solo unos pocos años, que también es una escala de tiempo muy rápida. 

Este telescopio está diseñado para observar eventos transitorios. Está diseñado para observar eventos que suceden en el universo pero luego desaparecen muy rápidamente.

Para poder hacer eso, necesitas tener un campo de visión muy amplio en el cielo y debes poder comunicarte con Tierra muy rápidamente.

Uno de los eventos que estaremos buscando con este telescopio es la explosión de estrellas, el momento en que las estrellas mueren, las supernovas. Y sabes que todos estamos hechos de los elementos como el carbono, el hierro, el calcio. Todos estos elementos se producen en estas supernovas y no entendemos las supernovas con mucha precisión. 

La otra cosa que detectará este telescopio serán los planetas extrasolares.

Detectaremos el pequeño eclipse que producen cuando cruzan su estrella anfitriona en línea con nuestro ángulo de observación. En ambos casos, la ultraconfiguración alertaría a los telescopios más grandes de la Tierra para que giren y echen un vistazo muy rápido y completo a estos eventos pasajeros. 

Y uno de estos telescopios, que probablemente sea uno de los dos telescopios más grandes de la Tierra, es el telescopio gigante de Magallanes, en Chile, que es otra conexión con América Latina, a la que nos unimos como institución fundadora recientemente. Y eso significa que la tecnología a bordo de ese telescopio gigante de Magallanes se desarrollaría y construiría en parte en el Instituto Weizmann y las industrias israelíes adyacentes. 

Así que estamos muy entusiasmados con esto. Y solo quiero terminar esto diciendo que uno de los objetivos a largo plazo del estudio de estos planetas extrasolares es poder analizar la luz que atravesaría su atmósfera en busca de la detección de señales de oxígeno o agua o metano. Todos estos son indicadores de la presencia de vida en ese planeta. Entonces, un objetivo a largo plazo de ese proyecto de investigación es la búsqueda de vida extrasolar. Para mí, es alucinante.

 

CP: Como mujer y científica, tengo que preguntarle sobre los grandes proyectos que tiene el Instituto Weizmann para promover las carreras de las mujeres científicas, que tienen desafíos únicos.

RO: Eso es muy cierto. Si observamos el porcentaje de mujeres docentes en el Instituto de Ciencias Weizmann, creo que hoy, si no me equivoco, el porcentaje es del 25%, que está muy por debajo de lo que necesitamos. Estoy hablando de la facultad. Si miramos el porcentaje de mujeres como estudiantes de posgrado, al menos en ciencias de la vida, es de 50%. 

Entonces, hay una disminución muy seria de mujeres que siguen su carrera académica entre la etapa de doctorado y la etapa de asumir un puesto de facultad. El período de postdoctorado es realmente un acantilado. Y las razones de eso son obvias: que esta suele ser la edad en que las mujeres, especialmente en la cultura israelí y judía, comienzan su familia. Tienen hijos y la presión y la carga aumentan significativamente. 

Y entendemos que este es un problema no solo de las mujeres que dejan la carrera científica, sino de la ciencia. Nos hemos dado por vencidos con 50% del talento en la Tierra.

Y ya sabes, la próxima mujer Einstein podría renunciar a su carrera académica. Y vemos que es nuestra responsabilidad asegurarnos de que ofrecemos las herramientas para que eso no suceda. 

Creo que uno de los mejores programas que llevamos a cabo es un programa que ofrece apoyo financiero a mujeres científicas que se graduaron de sus estudios de posgrado. E ir a un posdoctorado fuera de Israel. Y estas mujeres no tienen que ser del Instituto Weitzman. De hecho, pueden provenir de cualquier institución científica en Israel. 

En Israel, se espera que un posdoctorado se realice fuera de Israel, principalmente en Estados Unidos, en Europa o en Canadá. Y cuando identificamos a estas mujeres talentosas, les pagamos un salario adicional, además de su salario de posdoctorado, para asegurarnos de que, al menos, las limitaciones financieras, si es un posdoctorado en el extranjero y tienen que mudarse con su familia, no sean un factor que las haga abandonar su carrera. 

Este programa se ha ejecutado durante casi diez años con un maravilloso espectro de científicas mujeres que luego regresaron y ocuparon puestos docentes en el Instituto Weizmann. Algunas de ellas ya están más allá de la etiqueta de jóvenes científicas. Ya todas están asumiendo roles de liderazgo. 

Así que creemos que esta es una iniciativa maravillosa y vale la pena la inversión. Y constantemente estamos buscando otros métodos para asegurarnos de que las mujeres no encuentren los desafíos que tienen a lo largo de su carrera como una razón para apartarse de la actividad científica.

CP: Espero ver eso en más instituciones. Necesitamos más mujeres científicas. Así que gracias por eso. Y bueno, quiero terminar preguntándote si hay algo más que te gustaría compartir con nosotros.

RO: Creo que la ciencia ha sido probablemente la herramienta más eficiente en los últimos varios siglos. La principal herramienta con la que la humanidad pudo aumentar nuestra esperanza de vida, mejorar nuestra salud, combatir el hambre, mejorar la comunicación, mejorar la movilidad. 

La ciencia es realmente la base de toda tecnología. Vemos que hoy la ciencia también enseña a las personas a abordar los problemas de manera racional. Así que creo que la alfabetización científica es increíblemente importante. Creo que los gobiernos y las organizaciones deberían invertir tanto como sea posible para asegurarse de que el público, y desde una edad muy temprana, se eduque sobre la ciencia. 

Un público alfabetizado es un público que puede tomar decisiones informadas y decisiones lógicas, y es un público cuyo discurso puede basarse en la lógica, el razonamiento y no sólo en las emociones.

Así que creo que la alfabetización científica es muy importante. Es una tarea muy importante. Creo que para países como Israel y México es muy importante fomentar y alentar una comunidad científica muy fuerte porque esa comunidad científica sería la base del conocimiento sobre el cual prosperaría esa sociedad. 

Y la forma de hacerlo es identificar a las personas con talento, las personas creativas que podrían hacer ciencia y luego dejarlas en libertad para que sigan sus sueños y realicen investigaciones científicas. Que sigan su curiosidad, que sigan sus ideas y las ganancias, el valor agregado vendrá. Eso es seguro. 

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