Konputazio kuantikoaren aplikazioak industrian

UPV-EHUko QUTIS Centre aitzindaria da hornikuntza-katearekin edo finantza-ereduen inplementazioarekin lotutako proiektuei konputazio kuantikoa aplikatzeko orduan

Teknologiaren munduak itxaropen handia dauka jarrita konputazio kuantikoan. Konputazio kuantikoa heltze-fasean dago, baina Euskadin dagoeneko hasi dira lanean hainbat sektoretan izan ditzakeen balizko aplikazioak aztertzeko, hala nola, osasunean, finantza arloan edo industrian.  Ikerbasque-ko irakasle, UPV-EHUko UTIS Centre-ko zuzendari, Shanghaiko Unibertsitateko irakasle eta QuArtist zentroko zuzendari Enrique Solanorekin mintzatu gara.

Zertan datza konputazio kuantikoa?

Ordenagailu kuantiko bat zenbaketa-makina bat da, baina betiko bit-ak zenbatu beharrean, bit kuantikoak (qubit) zenbatzen ditu. Bit batek 0 edo 1 balioak har ditzake; qubit bat, berriz, gai da bi aukerak aldi berean hartzeko.  Fisika kuantikoa erabiltzen duten zenbaketa-sistemek atomoen propietate mikroskopikoak aprobetxatzen dituzte eta bi tokitan batera egon ahal izatearen aukera ere baliatzen dute. Konputazio kuantikoaren desabantaila handiena da sistema horien inguruneak kutsatu egiten direla zaratarekin, tenperaturarekin edo argiarekin eta, beraz, informazioa hondatu egin daitekeela. Helburua da ordenagailu kuantikoak sortzea, zeintzuk gai izango baitira tamainaz handitzeko eta algoritmo kuantikoak garatzeko, algoritmo horien bidez gaur egun konpondu ezinezkoak diruditen arazoak konpontzeko.

Zein aplikazio dauzka edo izan ditzake konputazio kuantikoak?

UPV-EHUko QUTIS taldeak artikulu aitzindari bat argitaratu zuen ordenagailu kuantikoetan inplementatutako lehen finantza-ereduei buruz. Badaude finantza arloko “crash” guztiak aurreikusteko gai izango liratekeen ereduak, baina kalkulu horiek ezin dira egin ordenagailu arruntekin, oso konplexuak direlako. Ordenagailu kuantikoak behar dira horretarako, arruntek baino askoz prozesamendu-gaitasun handiagoa dutelako. Egiten ari garen lanak hainbat finantza-erakunderen interesa piztu du.

Kimika kuantikoaren aplikazioei buruzko beste artikulu aitzindari bat ere argitaratu dugu: nola inplementatu algoritmo hauek atomo oso hotzetan. Horrez gain, material berriak diseinatzen ari gara konputazio kuantikoa erabiliz eta lanean ari gara konputazio kuantikoa eta adimen artifiziala lotzeko, hau da, adimen artifizial kuantikoa deitzen dena sortzeko. Oso berritzailea da.

Eta zer eman diezaioke konputazio kuantikoak 4.0 Industriari?

Iaz, QUTIS taldeak beste artikulu aitzindari bat argitaratu zuen azaltzeko nola aplikatu zen lehenengoz konputazio kuantikoa supply chain edo hornikuntza-katean. Helburua da ordenagailu kuantikoak erabiltzea hornikuntza-katearekin lotutako logistikako arazoak konpontzeko (entrega, biltegiratzea eta produktuen banaketa). Batzuetan, puntu desberdinetarako banaketa planifikatu behar denean, sekulako lana izan daiteke ibilbide bat kalkulatzea garraioaren denbora eta kostuak minimizatzeko, eta superordenagailuak ez dira gai horretarako. Bai, ordea, ordenagailu kuantikoak. Halaber, erabil daitezke aireko ibilbideak optimizatzeko.

Bada beste aplikazio bat, taxi zerbitzuek edo bidaiarien garraiorako edozein zerbitzuk baliatu dezakeena. Kasu honetan, kontuan hartzen dira trafikoaren fluxua, puntako orduak, jende dentsitatea, e.a., eta horren arabera zehazten da zeintzuk diren toki onenak garraio ibilgailuek modu eraginkorrean erantzun dezaten. Ordenagailu arrunt batek ezin du horrelakorik eskaini. Adimen artifiziala, Big data eta konputazio kuantikoa behar dira horretarako. Gidariak aplikazio bat izango luke bere sakelakoan, eta ordenagailu kuantikora konektatuko litzateke Internet bidez, informazioa jasotzeko modu sinplean eta denbora errealean.

Noiz iritsiko dira konputazio kuantikoen sistemak gure eguneroko bizitzara?

10-20 urte beharko dira lehen emaitza erabilgarriak jasotzeko. Eta emaitza erabilgarriak diot, Googlek duela gutxi frogatu baitu berea dela nagusitasun kuantikoa, ordenagailu arruntek konpondu ezin zuten arazo bat konpondu duelako (Googlek dio 3 minutu eta 20 segundoan lortu duela munduko ordenagailu indartsuenak milaka urtetan egingo lukeena). Baina arazo hark ez zuen aplikazio praktikorik. Oraindik denbora beharko da konputazio kuantikoaren bidez benetan baliagarriak diren erantzunak lortzeko.

Nola dago Euskadi konputazio kuantikoaren arloan?

UPV-EHUko QUTIS Centre-n ziztu bizian goaz aurrera. Duela 12 urte sortu genuen zentroa beste hainbat talderekin batera, eta punta-puntan gabiltza mundu mailan. Europako lehen ordenagailu kuantikoaren eraikuntzan parte hartu genuen, Alemanian. Europak eta Estatu Batuetako Energia Sailak finantzaketa eman digute proiektu propioak garatzeko. Euskadin, QUTIS zentroan egiten ditugun proiektu guztiak bertakoak dira, ez diogu ezer kopiatzen inori. Sortzaileak gara eta ongi doakigu.

Baina Euskadin, Espainian eta Europan dugun arazoa da erabaki estrategiko bat hartu behar dugula, alegia, erabaki behar dugu zer izan nahi dugun: ordenagailu kuantikoen erabiltzaile, sortzaile, diseinatzaile edo fabrikatzaile. Sekulako know-how-a daukagu algoritmo kuantikoen garapenean, hau da, “software” kuantikoan. Mundu mailako liderrak gara. Baina ezin ditugu administrazioak konbentzitu milioitxo batzuk aska ditzaten teknologia hau fabrikatzeko.

Zenbat diru beharko litzateke ordenagailu kuantiko bat martxan jartzeko?

3-5 milioi euro ingururekin ordenagailu kuantiko bat izango genuke martxan 3-5 urteko epean. Baina, zertarako nahi dugu ordenagailu kuantiko bat hemen? Zer egiteko? Norekin lehiatzeko? Nolako zerbitzuak eskaintzeko?… Nik uste dut inbertsio-marko legal estrategiko bat sortu behar dela software kuantikoaren arloan mundu mailako potentzia bihurtzeko. Gainera, uste dut QUTIS zentroak ez duela zertan izan ardatz bakarra. Garrantzitsua da poloak eta guneak sortzea beste unibertsitate batzuetan, enpresetan eta askotariko sektoreetan. Baina, ororen gainetik, erabaki estrategiko bat hartu behar da, hemendik urte batzuetara ez gaitezen damutu ihes egiten utzi geniolako aukerari. Zentzu horretan, Innolab Bilbao-rekin batera, datozen asteetan bilerak egingo ditugu euskal enpresekin eta finantza-erakunde handienekin, konbentzi daitezen oso garrantzitsua dela aitzindari izatea algoritmo kuantikoen erabileran.