Lehenengoa Bizkaia BBVA. Banks in Quantum Days izenekoa izan zen, Bizkaiko Foru Aldundiak eta BBVAk –BIQAINekin– batera antolatua; bertan, agerian geratu zen soluzio kuantikoak finantza sektorean oso barneraturik daudela. Bigarrena, Konputazio kuantikoa eta hidrogenoa: energia berdeen etorkizuna izeneko jardunaldia izan zen, Hidrogenoaren Euskal Korridoreak eta Ibermática Fundazioak antolatua. Ekitaldi horretan, konputazio kuantikoak energia berriztagarrien garapenean aurrera egiteko tresna gisa duen potentziala aztertu zen, bereziki hidrogenoaren esparruan. Bi kongresuak, itxuraz bata bestetik urrun, kontzeptu garrantzitsu batean uztartu ziren: jasangarritasun digitala.

BULEGOKO GRAPAGAILU BERRIA

Zalantzarik gabe, gaur egun AAk izugarrizko garrantzia du produktibitatea eta ezagutza bizkortzeko. Duela 20 urte ezagutzen genituen adimen artifizialaren sistemek desagertzeko joera dute. Duela 10 urte enpresa batek AA sistemak ezarriz bere lehiakideetatik bereizteko aukera izan zezakeela pentsatzen bagenuen, gaur egun aukera hori galdu egin da; izan ere, momentu honetan, nahitaezkoa da erakundean AA sortzailea izatea –posta elektronikoa edo PowerPoint aplikazioa izatea bezain garrantzitsua– eta arrazoia agerikoa da: ezinbesteko teknologia da, industria-iraultzan lurrun-makinak izan ziren bezala.

Era berean, azelerazio eta aurrerapen handiko garai honetan, bezero eta herritar gisa, gure enpresa, banku eta gobernuei eskatzen diegu ingurumen-, gizarte- eta gobernantza-erantzukizuna arrazoizkoa izatea. Dena den, AA sortzaileari forma emateko egungo prozesadore grafikoen sistemak eta Garapen Jasangarrirako Helburu batzuk (bi aipatzearren: klimaren aldeko ekintza eta ekoizpen eta kontsumo arduratsuak) guztiz antagonikoak dira.

ARAZOA EDO IRTENBIDEA?

Ironikoki, adimen artifiziala (AA) funtsezko tresna izan daiteke NBEk ezarritako Garapen Jasangarrirako Helburuak (GJH) lortzeko. Automatizazioaren eta datu handien analisiaren bidez, AAk klima-ekintzan lagundu dezake, zenbait industriatan baliabideak optimizatuz eta energia-eraginkortasuna hobetuz. Hala ere, gaur egungo sorkuntza- eta fundazio-eredu handiek eskatzen duten energia-kontsumoak ingurumen-inpaktu oso handia –dramatikoa ez esatearren– du.

Adibidez, gaur egungo ChatGPT-ren ereduak entrenatzeko kontsumoa urtean 40 etxetan kontsumitzen denaren parekoa dela zenbatesten da. ChatGPT-ren 100 hitzeko testu bat sortzeak, batez beste, 519 mililitro ur kontsumitzen ditu –ur-botila estandar baten baliokidea– kontsulta bakoitzean. Hainbeste energia behar izatearen arrazoia sinplea da: ezagutza modelatu behar dugu, datu-anabasa batetik abiatuta, ahalik eta ziurgabetasun txikienarekin, eta horrek –informazioaren teorian– esan nahi du datu-ingurune konplexuak «hoztea» «entropia» handiarekin (informatikaren jergan) edo «tenperatura oso altuekin», konparazio fisiko batean. Zenbat eta tenperatura altuagoa, orduan eta desordena handiagoa, eta, horren ondorioz, informazio gutxiago ateratzen da. Izan ere, gaur egungo konputazio-sistema klasikoak ez dira eraginkorrak zeregin horretan, bit eta milioika parametro asko behar baitira ziurgabetasuna arintzeko eta bilioika aukeren artean erantzun zuzena hautatzeko; eta hori, konputazioari dagokionez, oso garestia da.

Prozesu horretako beste arazo handi bat sistema analitiko horiek energiaz hornitzea da. International Energy Agency (IEA) erakundearen datuen arabera, data centerrak dira munduko elektrizitate-kontsumoaren %1 inguru eragiten dutenak. AAren eta beste zerbitzu digital batzuen hedapenak arazoa handitzen laguntzen du, nahiz eta Google eta Microsoft bezalako konpainiek beren datu-zentroak energia %100 berriztagarriarekin funtzionatzea lortu duten. Dena den, iturri berriak, hala nola eguzki-energia eta energia eolikoa, ez daude beti eskura, eta egoera horiek direla-eta, erreaktore nuklear modularrak erabil daitezke hornidurarako. Azken batean, erronka berri bat gainditu behar da.

0 ETA 1-AK ATZEAN GERATZEN ARI DIRA

Konplexutasun konputazionalari dagokionez, sistema baten egoera posible guztiak (problema konplexu baten erantzunak) paraleloan eta zenbaketa-ziklo gutxian paraleloan ebaluatzeko gai den teknologia balego, konplexutasun konputazionala erabat murriztuko litzateke; beraz, ziurgabetasuna modu eraginkorragoan ebatziko litzateke, edo «hobeto hoztuko genuke».

Hain zuzen ere, propietate hori da sistema kuantikoek eskaintzen digutena. Hardware hori biltegiratze kuantikoaren ahalmenaren hazkunde esponentzialean eta paralelismo kuantikoaren abantailetan oinarritzen da (egoera guztiei funtzio bat aplika diezaiekegu ziklo bakar batean), eta konputazionalki eraginkorragoak diren eta, beraz, energetikoki eskaera gutxiago duten sistemak ematen dizkigu emaitza gisa.

Teorikoki, funtzio kuantiko asko itzulgarriak dira, informazioaren «koherentzia» kuantikoari eutsiz, eta, informazio hori galtzen ez denez, entropia ere ez lukete aldatuko; beraz, ez lukete energiarik kontsumituko, nahiz eta, ordainetan, sistemen hozketak eta erroreen kontrolak eta neurketek hala egiten duten.

Bestalde, datu-zentroak energiaz hornitzeko ere teknologia berri bat behar da. Eta hor sartzen da jokoan hidrogenoa. Hidrogenoa energia berriztagarria metatzeko ezinbesteko irtenbidea da, eta funtsezko zeregina izan dezake energia-sistema garbiago eta jasangarriago baterako bidean.

Alde batetik, energia-biltegi gisa jarduten du aldizkako iturri berriztagarriek (hala nola eguzki-energiak edo energia eolikoak) sortutako elektrizitatearentzat; gehiegizko energia hidrogeno bihurtzea ahalbidetzen du elektrolisiaren bidez, eta energia sorkuntza berriztagarria txikia denean erabiltzeko biltegiratzen da, energia-sistemari malgutasuna emanez.

Bestalde, hidrogenoa alternatiba giltzarria da elektrifikatzen zailak diren sektoreentzat, hala nola garraio astunarentzat eta industriarentzat, non erregai fosilak ordezkatu eta deskarbonizazioan lagundu baitezake (batez ere altzairuaren, produktu kimikoen eta findegien ekoizpenean, emisioak murrizten eta helburu klimatiko globalak betetzen lagunduz).

Hala ere, zenbait erronka ditu, hala nola energia berriztagarria erabiliz elektrolisi bidez ekoiztea. Horrek energia-kantitate handia eskatzen du, eta eraginkortasun suboptimoa du beste hidrogeno-forma merkeagoekin alderatuta. Hidrogenoa biltegiratzeak eta garraiatzeak ere arazoak sortzen ditu, presio handia edo tenperatura oso baxuak behar baitira. Prozesu horiek energetikoki intentsiboak eta garestiak dira, eta, gainera, segurtasun-arriskuak dituzte, sukoitasun handia dela eta.

Azkenik, hidrogenoaren bizi-zikloaren eraginkortasun orokorra txikia da; izan ere, etapa bakoitzean (ekoizpena, biltegiratzea eta birmoldaketa) energia-galerak sortzen dira, eta horrek beste biltegiratze-teknologia batzuek (beste osagai molekular batzuetan oinarritutako bateriak, adibidez) baino eraginkortasun txikiagoa ematen du.

Testuinguru horretan, erronka konputazional berri baten aurrean gaude: kalkulu-sistema eraginkor, oso eta jasangarri bat behar dugu, elektrolisi-prozesurako material eraginkorragoen simulazioa eta diseinua errazteko, oso arazo konplexua baita gaur egungo konputazio-sistemetarako. Adibidez, prozesu kimikoak optimizatzeak eta energia gutxiago erabiliz hidrogenoa ekoizteko metodo eraginkorragoak aurkitzen laguntzeak sistema multi-fisikoen simulazioak eskatzen dituzte. Gaur egun, hilabeteak behar dira sistema klasikoetan eta gaur egungo super-ordenagailuetan simulazioak egiteko. Konpresio- eta likidotze-sistema eraginkorragoak diseinatzean hidrogenoaren biltegiratzea optimizatzeko material berriak garatuz gero, prozesu horretan energia gutxiago erabiliko litzateke.

Partikulen, uhinen eta fluidoen sistema analogikoak modelizatzeko zailtasunean oinarritzen dira arazo horiek guztiak; izan ere, horiek sistema kuantikoak baino ez dira. Poplavsky-k zioen bezala: «Ordenagailu klasikoek ezin dute sistema kuantikoen simulazio efizienterik egin», eta Feynman-ek erantzuten zuen «hala ere, ordenagailu kuantikoak sistema kuantikoak direnez, sistema kuantikoak simulatu ditzakete (definizioz); beraz, abantaila kuantikoa badago». Bistan da: ordenagailu kuantikoak sistema analogikoak dira ere.

AA-REN ERA BERRIA

Konputazio kuantikoa aurrerapen azkarra jasaten ari den arloa da, eta informatika eta optimizazio-arazoen ebazpena ulertzeko modua erabat aldatzen ari da. Simulazio kimikoak, fluidoenak, gasenak, eta azken batean, partikulenak eta uhinenak, oso zailak dira hidrogenoaren sorkuntzari, hobekuntzari, biltegiratzeari eta prozesatzeari dagokienez, eta beharrezkoa da konputazio kuantikoko ereduetan oinarritutako sistema kimiko eta fisikoen simulazioan aurrera egitea, molekula konplexuen arteko interakzioak eta produktu, prozesu eta material berrien garapenean dituzten inplikazioak hobeto ulertzeko.

Teknologia konputazional jasangarria nahi badugu, beste paradigma batzuetan aurrera egin behar dugu, hala nola konputazio kuantikoan edo neuromorfikoan; eta, zalantzarik gabe, AA kuantiko baterantz bideratu behar ditugu gure ahaleginak. Gaur egungo AA klasikoak baino eraginkorragoak diren AA kuantikoen teknologiak garatzea da gakoa, eta, aldi berean, energia berriztagarrien aprobetxamendua teknologia berriekin hibridatzea (hidrogenoarekin, adibidez), gobernantza arduratsua sustatzeko, bi teknologia horien bilakaera babestuz, elkar elikatzen eta elkartzen baitira, herrialdearen etorkizun iraunkorrerako funtsezko giltzarri gisa.