IBM presenta la primera arquitectura de referencia de supercomputación centrada en tecnología cuántica de la industria, un nuevo modelo para integrar la computación cuántica en los entornos de supercomputación modernos.
La arquitectura muestra cómo los procesadores cuánticos (QPUs) pueden funcionar junto con las GPUs y las CPUs, en sistemas on-prem, en centros de investigación y en la nube, para abordar desafíos científicos que ningún único enfoque informático puede resolver por sí solo.
IBM: la supercomputación centrada en lo cuántico abre nuevas posibilidades para la investigación científica
Diseñada para las cargas de trabajo de hoy en día, y construida para evolucionar con el tiempo, la arquitectura reúne los sistemas cuánticos y clásicos en un entorno informático unificado. Combina hardware cuántico con una potente infraestructura clásica, incluidos clústeres de CPU y GPU, redes de alta velocidad y almacenamiento compartido, para soportar cargas de trabajo computacionalmente intensivas e investigación de algoritmos.
Sobre esta base, el enfoque de IBM permite flujos de trabajo coordinados que abarcan la computación cuántica y clásica. La orquestación integrada y los marcos de software abiertos, incluido Qiskit, permiten a los desarrolladores y científicos acceder a capacidades cuánticas a través de herramientas y flujos de trabajo familiares, lo que facilita la aplicación de la computación cuántica a problemas en áreas como la química, la ciencia de los materiales y la optimización.
“Hace más de cuatro décadas, Richard Feynman imaginó ordenadores que podrían simular la física cuántica”, afirmó Jay Gambetta, director de IBM Research e IBM Fellow.
“En IBM, hemos pasado años convirtiendo esa visión en realidad. Los procesadores cuánticos actuales están comenzando a abordar las partes más difíciles de los problemas científicos: aquellos que se rigen por la mecánica cuántica en la química. El futuro está en la supercomputación centrada en lo cuántico, donde los procesadores cuánticos trabajan junto con la computación clásica de alto rendimiento para resolver problemas que antes estaban fuera de nuestro alcance. IBM está desarrollando la tecnología y los sistemas que hacen realidad hoy este futuro de la informática”, sostuvo el ejecutivo.
Los científicos ya están utilizando la arquitectura centrada en cuántica de IBM para ofrecer resultados precisos para experimentos reales. Los resultados recientes representan una de las pruebas más sólidas hasta el momento de que los ordenadores cuánticos combinados con flujos de trabajo de computación clásica pueden usarse para acelerar el descubrimiento científico:
- Investigadores de IBM, la Universidad de Manchester, la Universidad de Oxford, ETH Zurich, EPFL y la Universidad de Ratisbona crearon una molécula de medio Möbius, la primera de su tipo, verificando su inusual estructura electrónica con una supercomputadora centrada en cuántica, publicado en Science.
- La Clínica Cleveland simuló una miniproteína de jaula de triptófano de 303 átomos, uno de los modelos moleculares más grandes jamás ejecutados en una supercomputadora centrada en lo cuántico.
- Un equipo de IBM, RIKEN y la Universidad de Chicago descubrió el estado de menor energía de los sistemas cuánticos diseñados, superando los enfoques clásicos de última generación.
- Los científicos de RIKEN e IBM lograron una de las simulaciones cuánticas más grandes de cúmulos de hierro-azufre, una molécula fundamental en biología y química, a través del intercambio continuo de datos entre un procesador IBM Quantum Heron y los 152.064 nodos de cómputo clásicos de la supercomputadora Fugaku de RIKEN.
- Colaboradores de Algorithmiq, Trinity College Dublin e IBM publicaron en Nature Physics métodos para simular con precisión sistemas de caos cuántico de muchos cuerpos, como colecciones de átomos y electrones, utilizando recursos computacionales clásicos para mitigar el ruido.
Estos resultados confirman la capacidad de los ordenadores cuánticos de IBM para aportar valor a los problemas científicos.
A medida que surjan nuevos algoritmos centrados en la cuántica, el ecosistema global de clientes y socios de IBM evolucionará continuamente esta arquitectura para soportar recursos sofisticados, redes y capacidades de software.
Por ejemplo, IBM y el Instituto Politécnico Rensselaer están mejorando la forma en que los flujos de trabajo se pueden programar y orquestar sin problemas en todos los recursos informáticos cuánticos y de alto rendimiento. La implementación de nuevos algoritmos sobre esta arquitectura en maduración impulsará la próxima ola de aplicaciones en química, ciencia de materiales, optimización y más allá, preparándolas para escalar exponencialmente.
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