Nagusitasun kuantikoa bertsolarientzat

Aro berri bat hasi da... ziurrenera. Irailaren 18ko astean, Googleren ikerketa bat argitaratu zuen norbaitek NASAren webgune batean. Ikertzaileek hor ziotenez, lehen aldiz «nagusitasun kuantikoa» lortu da. Hau da, aurrenekoz, ordenagailu batek kalkulu bat egin du, «ezinezkoa» litzatekeena munduko ordenagailu klasiko indartsuenarentzat. Luze gabe kendu zuten agiria webgunetik, baina, ordurako, berandu zen ikusitakoa desikusteko.

«Googleren emaitza garrantzitsua eta historikoa da, eta halakoa litzateke baita okerra balitz ere», esan du Enrique Solano EHUko Quantum Technologies for Information Science (QUTIS) ikerketa taldearen zuzendariak. Solanok ezin du dakien guztia kontatu, Googlerekin lanean dabilelako, eta informazioa ez zabaltzeko itunak sinatuak dituelako, baina artikuluak ez du ustekabean harrapatu. Azaldu duenez, nagusitasun kuantikoaren kontzeptua ez dago oso ongi mugatua: baliteke datozen hilabeteotan Googleri «jaia zapuzteko asmoz» Txinako edo munduan dauden beste superordenagailu bateko ikertzaileek haiek programatzen ahalegin berezia egitea, gero esateko gauza izan direla kalkulua egiteko. «Beraz, nagusitasun kuantikoa egia izan daiteke orain, baina sei hilabete barru ez. Baina garrantzitsuena ez da helmuga gurutzatzea eta txaloak jasotzea, baizik eta eztabaida puntu horretan egotea; dagoeneko baieztatzeko fasean gaude».

Solanok ezagutzen ditu pertsonalki ikerketaren egileak, eta «etxeko lanak» egin dituztela uste du. Izan ere, munduko hainbat superordenagailurekin kontrastatu dute emaitza. Noski, Googleren lehiakideek ez dute orain ontzat emango bilatzailearen baieztapena, «milioi askoko inbertsioak jokoan daudelako. Inongo lehiakidek ez dizu goraipamenik oparituko».



Baina zergatik izan daitezke horren indartsuak ordenagailu kuantikoak? Prozesagailu klasikoak bitarrak dira; hau da, informazioa bitetan kodetzen da, eta bit bakoitza egoera bakar batean egon daiteke: 0 edo 1, transistore bat piztuta edo itzalita egon baitaiteke. Ordenagailu kuantikoek beste modu batera funtzionatzen dute: qubit edo bit kuantikoetan kodetzen dute informazioa, eta qubit bat egoera batean baino gehiagotan egon daiteke aldi berean, une berean bizirik eta hilda egon daitekeen Schroedingerren katu ospetsua bezala.

Lasterketa kuantikoa

Argitaratu eta berehala ezabaturiko artikulua irakurri ahal izan du Roman Orus fisikari teorikoak, eta «oso itxura ona» duela esan du. Konputazio kuantikoa ikertzen dabil DIPC Donostiako International Physics Centerren. «Qubiten gainean lortu duten kontrolaren neurria izugarria da: benetan da txapela kentzeko modukoa». Fisikariaren arabera, argitaraturikoa ez da izango behin betiko artikulua, eta, ziurrenera, Google moldatzen arituko da, aldizkari batean ofizialki argitaratu aurretik. Horretarako pare bat hilabete beharko direla kalkulatu du.

Zergatik eman dute ezagutzera apur batez? Istripua izan da? Orusi «apur bat susmagarria» iruditu zaio kronologia. Izan ere, aste berean, irailaren 19an, IBM konpainiak bere 14. ordenagailu kuantikoa aurkeztu zuen, 53 qubiteko ahalmena daukana. IBMk eta Googlek oso estrategia ezberdinak dituzte lasterketa kuantikoan. IBMk ordenagailu kuantiko txikiak -20 qubiterainokoak- zabalik ditu. Edonor konekta daiteke horiekin Internet bidez, IBM Q Network deiturikoan, eta bere kalkuluetarako erabili.

Nagusitasun kuantikoa esamolde arranditsua da. John Preskill fisikari estatubatuarrak asmatu zuen, 2012. urtean. Berak orduan zalantzan jarri zuen nagusitasun kuantikoa inoiz lortzea posible izango zenik ere. Urriaren 2an, zorionak eman zizkion Preskillek Googleren taldeari -lortutakoa baieztatuz gero-, Quantamagazine.org-en idatzitako artikulu batean.

«Izena handinahia da, baina horrek ez du esan nahi gaurtik aurrera ordenagailu kuantikoek mundua konkistatuko dutenik», esan du Orusek. Edonola ere, mugarri teknologiko bat da. «Gaurtik aurrera, eboluzionatzea da kontua». 5-7 urtera industriarako aplikazioak sortzea espero du Orusek. Nagusitasun kuantikora heldu izanak badu beste eragin bat: orain arte, askok zalantzan jarri dute konputazio kuantikoa etorkizunerako bidea zenik. Arrazoi ugari eman dituzte; tartean, lege fisikoek muga jarriko zutela. «Esperimentu hauekin, frogatzen da baietz, ahal dela. Eta, orain, serio hartu beharko dute denek».

Baina zer abiadatan garatuko da konputazio kuantikoa? Noiz hasiko da gizakien bizimoduan eragina izaten? Mooreren legeak zantzu bat eman dezake. Lege horri jarraikiz, 1960ko hamarkadatik, zirkuitu integratu trinko berrien transistore kopurua urtero bikoiztu da. Hau da, 18 hilabetean behin bikoiztu egin da txipen indarra, eta hori iraultza informatikoaren erregaia izan da orain arte. Mooreren legean hazkuntza esponentziala da, baina konputazio kuantikoaren kasuan, ordea, hazkuntza «esponentzial bikoitza» izango dela iragarri dute Googleko ikertzaileek. Duela bost urte, 5-10 qubit zituzten ordenagailu kuantikorik indartsuenek. Googlek eta IBMk 53 qubitekoak erabiltzen dituzte gaur, arazorik gabe. «Espero genuen baino askoz azkarrago ari da handitzen prozesagailu horien ahalmena, hasiera honetan behintzat».

Orusen arabera, lekua hartu behar da dagoeneko mundu horretan, eta, batez ere, enpresek. Donostiako DIPCn harreman ona dute IBMn eta Googlen konputazio kuantikoan esperimentatzen ari direnekin. Edonola ere, Donostian alde teorikoa lantzen ari dira.

Googlen iragarpenak inbertsioen eztanda ekarriko du orain, Solanoren arabera. «Orain arte, ehunka milioiko kontua zen, baina milaka milioira helduko gara. Txinak, Europak, AEBek eta Kanadak jada ez dute hau ikusten zientzia eta teknologia kontu gisa, baizik eta geopolitika moduan, XXI. mendean nor izango den nagusi ebazte aldera. Nolabait ere, hau dagoeneko eskuetatik joan zaigu zientzialarioi».

Europa da joko horretan gutxien inbertitzen duena. Solanoren QUITIS zentroa duela hamabi urte sortu zuten, eta, besteak beste, IBMren ordenagailu kuantikoak diru merkatuen simulazioak egiteko erabili dituzte. Eremu biologikoan ere aritzen dira, eta bizi artifizial kuantikoa kontzeptua sortu dute. «Lehenak gara alor askotan munduan, besteak beste geuk sortu ditugulako». Baina arazo bat dute Euskal Herriko -eta Europako- zientzialariek: oso indartsuak dira ideietan, algoritmoetan eta aplikazioetan, baina ezin dute hardwarean lehiatu. Europako lehen ordenagailu kuantikoa sortzeko, OpenSuperQ egitasmoan parte hartzen du Bilboko taldeak, «baina ia barregura ematen digu: hiru urtean, Europako eliteko hamar taldek hamar milioi euro jaso ditugu, eta beste leku batzuetan ehunka milioi jasotzen ari dira».

Aro bat hasten denean, izena jarri ohi zaio. Nagusitasun kuantikoaren kontzeptuaren asmatzaile Preskillek egin du lehen proposamena: NISQ aroa esan dio, edo Noisy Intermediate-Scale Quantum (tamaina ertaineko kuantu zaratatsua). Horrekin esan nahi du nagusitasun kuantikoa lortu duten ordenagailuak handi samarrak direla oraindik -armairu handi baten parekoak-, eta qubitak oraindik ez daudela erabat kontrolpean, eta, ondorioz, denborarekin pilatzen diren akatsak dituztela (zarata).

NISQ aroan dago mundua, beraz, beste izen politagoren bat gailendu bitartean. Bertsolariak has daitezke gai gisa hartzen saioetan. Izan ere, Preskillek laguntza eman nahi izan die: idatzi duenez, NISQ izenak arrisku hitzarekin errimatzen du.