Kimika konputazionalaren aldaketa, azken 50 urteetan

Kimika konputazionala aldatu baino gehiago azaldu egin da, eta azaldu izana da, dudarik gabe, “aldaketa” esanguratsuena. Duela 50 urte kimikaren atalak izendatzea eskatu izan bagenio edozein kimikariri, organikoa, ez-organikoa, analitikoa, biokimika ere bai, fisikoa agian, zerrendatuko lituzke, baina kimika konputazionala inor gutxik aipatuko luke.

Baina ironikoki, 50 urteren bueltan, kimika konputazionala kimikako beste atal guztien gainetik hazi da. Alegia, gaur egun, kimika konputazionala funtsezko osagarria dute biokimikak, farmakologiak, katalisiak, materialen zientziek, nanozientziek, ingurumen-­kimikak (aldaketa klimatikoa barne) eta geozientziek (lurrikaren hauteman goiztiarren teknikak barne)... Horrela adierazita, badirudi diren eta ez diren zientzia ororen funtsezko osagarria dela. Ez, ez da denena, baina bai epe laburrean aldaketa nabarmenenak ekarriko dituztenena (Har bedi iragarpen hau dagokion kontuarekin; iragana “iragartzea” zaila bada, zer izango ote da etorkizuna “asmatzea”).

Kimikari konputazionalek formulatu dituzte konputazio-­eredu errealistak, teoria fisikoekin bat datozenak eta materiaren “funtsezko” izaera atomiko-molekulara oinarritzat hartuta, hauek sortzen dituzten egiturak deskribatzeko, eta beren propietate estatiko eta dinamikoak zehaztasun “nahikoarekin” aurresateko. Izan ere, algoritmo konputazional egokiak aurkitu dituzte, unean uneko konputagailuekin denbora tarte “arrazionaletan” kalkulatzeko modukoak.

Lortu dituzten emaitzak interpretatzeko lengoaia eta diskurtso aproposak ere sortu dituzte. Zehaztasunari muzin egin gabe, lortutako emaitzei darien esanahi kimikoa esperimentalistei azaltzeko, ez bakarrik baieztatzeko eurek beren laborategietan “ikusitakoa”, baita esperimentu berriak inspiratzeko edota egindakoei segida eman ahal izateko ere. Espazio kimikoaren bide berriak urratuz, landa berriak jorratu dituzte. Ekimen kolektibo honek konputazio-­kode andana sortu du; batzuk kode-­irekia dira, besteak komertzialak, baina diziplina zientifiko moderno guztiak ideia eta egituraketa kognitibo berriekin blaitu dituzte, zeinek materiak eskala atomikoan duen portaera aurresateko gaitasuna ekarri duten.

Hurrengo 50 urteetarako erronkak

Begi bistakoa da konputazio kuantikoak jarritako erronka, konputazio klasikoarekiko paradigma erabat desberdina delako. Bi lanketa-gune berritara garamatza konputazio kuantikoak. Lehenengoa, konputadore kuantikoek darabiltzaten qubitak (edota quditak) kodifikatzeko euskarri materiala eraiki behar da. Besteak beste, (2,3)-dibromotiofenoa proposatua izan da. Ez omen du bide luzerik egin, baina kimika konputazionalak aurki ditzake eta

ziurrenik aurkituko ditu molekula hobeak. Bigarrena. Algoritmo kuantikoek eta klasikoek antzik apenas duten. Beraz, klasikoak kuantiko erara egokitzeko, erabat berridatzi behar dira. Izan ere, lehen aipatu dugun software-ekosistema askotarikoa izatea abantaila funtsezkoa bada —alegia, era ezberdinetan programaturiko algoritmoek emaitza berberak ematea balidazio sendoa da—, ahulgunea ere bada, askotarikotasunak egokitzapena zailtzen duelako. Baina kalkulu kuantikook egiten hasi baino lehen zinez askatu behar den korapiloa da.