Mikel Sanz

Izaki bizidun kuantikoak: atomoak jaiotzen, ugaltzen eta hiltzen direnean

Quantum Technologies for Information Science (QUTIS) taldeko ikertzailea

  • Cathedra

Lehenengo argitaratze data: 2020/02/01

Mikel Sanz
Mikel Sanz. Argazkia: Mikel Mtz. de Trespuentes. UPV/EHU.
Artikulu hau jatorriz The Conversation argitalpenean aurki daiteke.

Thomas S. Ray ekologoak garatu berri zuen programa gau osoan funtzionatzen uztea erabaki zuen. 1989aren amaiera zen, eta ordenagailuek oso ahalmen mugatua zuten. Rayk programa txiki batzuk idatzi zituen, oso errazak, memoriagatik eta prozesatze denboragatik lehiatzen saiatzen zirenak.

Hurrengo goizean, inondik inora espero ez zuen zerbait aurkitu zuen. Bere programa errazak erreplikatu, mutatu eta birkonbinatu egin ziren bata bestearen segidan, harik eta egitura konplexu eta eboluzionatuak eratu arte.

Joko sinple horretatik –Rayk ‘Tierra’ izendatu zuen–, biologia konputazionalaren funtsezko adar bat jaio zen; hots, dinamika ekologikoa eta bilakaerakoa.

 

Teknologia kuantikoaren aukerak

Ordenagailu kuantikoek propietate bereziak erabiltzen dituzte ahalmen konputazionala areagotzeko –esaterako, gainezarpena eta gurutzaketa–, eta, etorkizunean, egungo ordenagailuek edo klasikoek ezinezko dituzten kalkuluak egin ahalko dituzte.

Nolanahi ere, gaur egungo txip kuantikoek baliabide konputazional urriak dituzte; bit kuantiko gutxi batzuk baino ez dituzte eskuragarri, eta ez dira oso fidagarriak.

Azken urteetan, bizitza artifizial kuantikoan aitzindaria den ikerketa ildo batean lan egin dugu: biomimetika kuantikoa. Atomoek eta fotoiek sistema biologikoen berezko ezaugarriak agertzea lortu nahi dugu.

Lehen urratsa informazioa erreproduzitzeko mekanismoa argitzea izan zen. Prozesu sotila da, mekanika kuantikoaren oinarriek debekatu egiten baitute klonazio kuantikoa.

Ondoren, beste arazo bati heldu diogu: banako kuantiko batek oinarrizko funtzioak –ugalketa eta mutazioa, kasu– egiteko gutxienez zenbat osagai izan behar dituen.

Ondorioa da bi atomo edo fotoi nahikoak direla: genotipoaren informazioa kodetzen duen bat eta fenotipoaren rola jokatzen duen eta giroarekin elkarreraginean egoteagatik zahartzen den beste bat. Emaitza harrigarria da; izan ere, portaera biologikoak sistema makroskopioetan konplexutasuna agertzearekin lotu ohi ditugu.

 

Izaki artifizialak hodeian

Gero, dinamika horietarako garatutako modeloak hodeian egiaztatu ditugu, bost bit kuantikoko IBM ordenagailu kuantiko batean. Lan horretan, lehen aldiz ezarri zen bizitza artifiziala ordenagailu kuantiko batean; hots, bizitza kuantiko bat simulatu genuen sistema fisiko bizigabe batean.

Gaur egun, faktore konplexuagoak –esaterako, ugalketa sexualak asexuala ordeztea, hainbat genero erabiltzearen bidez– sartzea ikertzen ari gara, sistemaren konplexutasuna areagotzeko.

Gainera, harraparien eta harrapakinen ezaugarriak ikertzea pentsatzen ari gara, biek naturan dituzten elkarreraginen dinamikak –Lotka-Volterra ekuazioek deskribatuta– simulatzeko. Laburbilduz, eskueran dugu Thomas S. Rayren ‘Tierra’ jokoaren bertsio kuantikoa.

Egoera honetan, ordenagailu kuantikoak erabiltzeak aukera ematen digu joko arau berriak izateko (fisika kuantikoarenak) eta, horiek, bertsio klasikoarenak baino are emaitza harrigarriagoak ekarriko ditu, zalantzarik gabe, gainezarpen eta gurutzaketa kuantikoei esker.

Zorionez, guretzako, buru zientifiko ikusgurak garenez, lanok konplexutasun biologikoaren sorrerari, informazioaren kontserbazioari eta izaki biologikoen arteko elkarreraginaren ondorioei buruzko galdera sakonak iradokitzen dituzte.

The Conversation