Simulazio kuantikoa da teknologia kuantikoen aplikazio garrantzitsuenetako bat. Ez alferrik, Richard Feynmanek esana: «Natura kuantikoa da, arraioa! Simulatu nahi badugu, ordenagailu kuantiko bat behar dugu».
Zehatzago, bit kuantikoak erabili nahi dira, adibidez, material berrietarako aukerak aztertzeko. Azkenean, material bat atomoen konfigurazio jakin bat da, eta atomoen konfigurazio berriekin, beharbada, propietate fisiko berriak dituzten material berriak etor daitezke, hala nola propietate elektronikoak, magnetikoak...
Pentsatzen da konfigurazio eta egoera desberdinak probatuz agian lor daitekeela oraingoz zientzialarien filosofo harri handienetako bat dena: giro tenperaturan eta presio arruntean supereroalea izango den materialen bat.
Simulagailu kuantiko batek, teorian, materialen arteko konbinazio eta interakzio guztiak simulatu ahalko ditu
Berez, orain ere zientzialariak saiatzen dira horretan, baina simulazio kuantikoak ahalbidetuko duena da —hori espero da behintzat— konbinazioak askoz azkarrago bilatzea, eta propietate fisikoak simulagailuan bertan neurtzea. Eta berdin, itxuratu ahalko dira konbinazio desberdinen arteko interakzioak ere.
Simulagailu kuantiko batek, teorian, materialen arteko konbinazio eta interakzio guztiak simulatu ahalko ditu; esaterako, ongarri berriak sortzeko.
Nekazaritzarako ongarriak ekoizteko, gaur egun energia asko behar da, eta, gainera, prozesuan karbono dioxido asko isurtzen da atmosferara. Nitrogeno molekularra landareentzako forma erabilgarrira aldatuko luketen katalizatzaile hobeagoekin, ongarria ekoiztea ez litzateke horren intentsiboa izango energian, ezta horren kutsatzailea ere.
Bakterioek, hain zuzen, prozesu jakin bat erabiltzen dute nitrogenoa finkatzeko, askoz ere eraginkorragoa, eta prozesu horren nondik norakoak jakin nahi dituzte zientzialariek.
Zehaztasunaren bila
Izatez, gaur egun simulazio kuantikoak egiten dira ordenagailu klasikoetan, ez denean erabateko zehaztasuna behar, metodo estatistikoak erabiliz. Baina bakterioen erreakzio kimiko horren fisika kuantikoa ulertzea izugarri zaila da egungo konputagailuentzat, eta konputagailu kuantikoetan egindako simulazio kuantikoa oso lagungarri izan daitekeela uste da, batez ere maila atomikoaren simulazioan derrigorrezkoa delako zehaztasun erabatekoz jardutea, edozein partikularen konbinazio edo interakzioak eragina baitu emaitzan.
Hala ere, kostako da oraindik simulazio kuantikoarena lortzea. Microsofteko ikerlarien arabera, bakterioek nitrogenoa finkatzeko erabiltzen duten katalizatzaile hori simulatzeko 200 qubit perfektu beharko lirateke, hots, 200.000 qubit fisiko.
Sendagai berriak garatzeko, baterien eraginkortasuna handitzeko, eguzki panel hobeak ekoizteko, arlo aeroespazialerako material berriak izateko... horretarako guztirako simulazio kuantikoarekin prototipo berriak sortu ahalko dira, eta, gainera, emaitzak probatu, laborategiko prozesu luze eta neketsuak saihestuz.
beste aplikazio nagusiak
- Optimizazio arazoetarako. Teknologia kuantikoen aplikazioetan, eta zehazki konputazio klasikoa eta kuantikoa konbinatuz, dagoeneko optimizazio arazoak konpontzen ari dira hainbat arlotan. Izan ere, algoritmo egokiarekin, konputazio kuantikoak, arazo berezi konplexu batean, azkarrago aztertzen ditu konponbiderako aukera guztiak, eta erantzun egokia azkarrago ematen du. Ebatz daiteke zein den biderik azkarrena, eta informazio bolumen izugarriko prozesuak bizkorrago egin. Horrek esan nahi du kostuak murriztu daitezkeela eta eraginkortasuna hobetu daitekeela, adibidez, logistikan, trafiko fluxuetan, adimen artifizialean eta finantzetan.
- Sentsorika. Teknologia kuantikoen beste aplikazio garrantzitsu bat sentsore kuantikoen etorrera izango da. Haien zehaztasuna inoiz ikusi gabekoa izango dela espero da, aldaketa ñimiñoenak ere neurtu ahalko baitira eremu grabitatorioetan, magnetikoetan eta elektrikoetan. Eta hori guztia oso erabilgarria izan daiteke azterketa geologikoetan, nabigazioan eta medikuntzan. Esaterako, erresonantzia magnetikoarena bezalako irudi medikoetarako tekniken zehaztasuna hobetuko luke.
- Eta etorriko direnak. Dena den, simulazio kuantikoa eta konputazio kuantikoa hastapenetan daude oraindik, eta ezinezkoa da aurreikustea zer erator daitekeen apustuak eginda eta denbora emanda; berdin gertatu izan da aurretik ere. Konputagailu sinpleenak gela osoak betetzen zituzten garaian, 50eko hamarkadan, nork pentsatuko zuen Internet izango zenik ere?
Ikusi gehiago
Ikusi gehiago
Ikusi gehiago
Ikusi gehiago
Ikusi gehiago
