Adimen artifiziala, baita sistema kuantikoetan ere

Unai Alvarez-Rodriguez UPV/EHUko Kimika Fisikoa Saileko ikertzailea da, 'Quantum Technologies for Information Science (QUTIS)' ikerketa-taldeko kidea, eta informazio eta teknologia kuantikoetan aditua. Informazio kuantikoak fisika kuantikoa erabiltzen du ataza konputazionalak kodetzeko, labur azalduta. Konputazio klasikoak ez bezala, "konputazio kuantikoak abantaila bat du: ez dago mugatuta erregistroak 0 eta 1 balioetan egitera", azaldu du. Qubitek —konputazio klasikoko biten baliokideak— 0 edo 1 balioak izan ditzakete, edo biak aldi berean (gainjartzea deitzen zaio fenomeno horri). Horrek "aukera ematen die sistema kuantikoei eragiketa askoz konplexuagoak egiteko, paralelismo konputazional bat ezartzeko maila kuantikoan, eta konputazio-sistema klasikoek baino emaitza hobeak eskaintzeko", gehitu du.

Alor horretan dauden azterketa-aukera guztietatik, Alvarez-Rodriguezen ikerketa-taldeak prozesu biologikoak imitatzeari ekitea erabaki zuen. "Interesgarria iruditu zitzaigun izaki bizidunek soilik dituzten propietate batzuk erreproduzitzeko gai ziren sistemak sortzea. Hau da, propietate horien dinamika analogoak dituzten informazio-protokoloak diseinatu nahi genituen". Simulatzaile kuantikoen bitarteaz imitatzeko hautatutako prozesuak hautespen naturala, oroimena eta adimena izan ziren. Horrek eraman zituen, gero, biomimetika kuantikoaren kontzeptua definitzera.

Lehen kasuan, hautespen naturaleko ingurune bat sortu zuten, non banakoak, erreplikazioa, mutazioa, beste banako batzuekiko eta inguruarekiko elkarrekintza eta heriotzaren baliokidea den egoera bat baitzeuden. "Banakoek bizitza finitua izan zezaten garatu genuen genuen azken mekanismo hori", zehaztu du ikertzaileak. Hala, elementu horiek guztiak konbinatuz lortzen den sistemak ez du irtenbide argi eta bakar bat: "hautespen naturaleko eredua estrategien arteko borroka gisa planteatu genuen; banako bakoitza arazoa konpontzeko estrategia bat da, eta eskuragarri dagoen espazioa menderatzeko estrategia da irtenbidea".

Bestalde, oroimena simulatzeko mekanismoa ekuazio batzuen araberako sistema bat da. Ekuazioak beren iraganeko eta etorkizuneko egoeren mendekoak dira, ordea; beraz, sistema aldatzeko modua "ez dago soilik oraingo egoeraren mende, eragina du 5 minutu lehenagokoak, bai eta hemendik 5 minuturakoak ere", azaldu du Alvarez-Rodriguezek.

Azkenik, ikaskuntza-prozesuekin lotutako algoritmo kuantikoetan, batetik, ondo zehaztutako zereginak optimizatzeko mekanismoak garatu zituzten, algoritmo klasikoak hobetzeko eta eragiketen errore- eta fideltasun-marjinak hobetzeko. Bestetik, "gai izan ginen funtzio bat sistema kuantiko batean kodetzeko, baina zuzenean idatzi gabe; sistemak modu autonomoan egin zuen. Esan dezagun, "ikasi" egin zuela, guk horretarako diseinatu genuen mekanismoaren bidez. Hori da, hain zuzen, ikerketa honen aurrerapen berritzaileeneteako bat", azpimarratu du ikertzaileak.

Eredu konputazionaletatik mundu errealera

Ikerketan zehar garatutako metodo eta protokolo horiek guztiek askotariko sistemak ebazteko bideak eman dituzte. Oroimenaren atalean, esaterako, Alvarez-Rodriguezek nabarmendu du sistema oso konplexuak ebazteko balio duela metodoak: "Sistema kuantikoak hainbat giro-baldintzatan edo eskalatan errazago eta merkeago aztertzeko erabil litezke". Hautespen naturalaren alorrean, "gure ekarpena, batez ere, mekanismo kuantiko bat izan da. Hartan oinarritu litezke gero prozesuak eskala kuantikoan automatizatzeko erabil litezkeen sistema autoerreplikatzaileak", azpimarratu du. Eta, azkenik, ikaskuntzaren atalean, "lortu dugu makinari funtzio bat irakastea aldez aurretik azken emaitza sartu beharrik gabe. Hori oso erabilgarria izango da datozen urteetan, ikusiko dugu", adierazi du.

Ikerketan garatutako eredu guztiak eredu konputazionalak izan dira. Edonola ere, Alvarez-Rodriguezek argi utzi du bere ikerketa-taldearen ideia nagusietako bat dela "zientzia mundu errealean gertatzen dela. Guk egiten dugun guztiak, handiagoa edo txikiagoa, baina aplikazio zuzena du. Guk planteatu ditugun simulazioak, nahiz eta modu teorikoan eginak izan, esperimentuetan eta hainbat eratako plataforma kuantikoetan gauzatzeko diseinatuta daude: ioi harrapatuak, zirkuitu supereroaleak eta gidari fotonikoak, besteak beste. Horretarako, talde esperimentalen laguntza dugu".

Informazio osagarria

Unai Alvarez-Rodriguezek (Gorliz, 1989) ‘Quantum biomimetics' doktore-tesiaren barruan gauzatu du ikerketa-lan hau, UPV/EHUren Kimika Fisikoa Sailean, eta Enrique Solano, sail horretako Ikerbasqueko irakaslea, izan du tesi-zuzendari.