En la feria comercial ISC High Performance 2024 en Hamburgo, Alemania, Nvidia anunció que los sitios en Alemania, Japón y Polonia utilizarán su marco de trabajo de código abierto Cuda-Q para impulsar las unidades de procesamiento cuántico (QPU) en sus sistemas informáticos de alto rendimiento. Cuda-Q es una plataforma de simulación cuántica de código abierto, independiente de QPU, que puede realizar cálculos complejos de manera más eficiente que los procesadores tradicionales. El Centro de Supercomputación Jülich (JSC) en Alemania está implementando la QPU de IQM en su supercomputadora Jupiter, mientras que la supercomputadora ABCI-Q en el Instituto Avanzado de Ciencia Industrial y Tecnología (AIST) en Japón instalará la QPU de QuEra, un sistema impulsado por la arquitectura de GPU Hopper de Nvidia. Finalmente, el Centro de Supercomputación y Redes de Poznan (PSNC) en Polonia también ha instalado dos QPU Photon de ORCA Computing en una partición de su supercomputadora acelerada por Hopper.
“La supercomputadora cuántica, en la que los procesadores cuánticos se integran en arquitecturas clásicas, representa una tremenda oportunidad para resolver desafíos científicos que de otro modo podrían resultar esquivos”, dijo Tim Costa, director de Quantum y HPC en Nvidia. “Pero una serie de desafíos se interponen en el camino de una supercomputadora cuántica acelerada útil hoy en día. Los cúbits actuales son propensos a descorrelaciones y producen errores. La integración con sistemas HPC aún no está resuelta. Es necesario desarrollar algoritmos e infraestructura de corrección de errores. Y es necesario inventar algoritmos exponencialmente rápidos, entre muchos otros desafíos”. Para abordar estas cuestiones, se han puesto en marcha más de 25 iniciativas cuánticas nacionales.Hay más de 350 nuevas empresas cuánticas, más del 70% de las empresas Fortune 500 tienen un programa cuántico y se han publicado más de 48.000 artículos de investigación cuántica.
Las unidades cuánticas con Cuda-Q y Hopper serán operadas en AIFST en Japón, Jülich en Alemania y PSNC en Polonia (donde se han instalado dos QPU).
Una unidad cuántica como complemento en supercomputadoras
“Pero hay otra frontera abierta en la cuántica”, dijo Costa. “Se trata del despliegue de supercomputadoras aceleradas cuánticamente, supercomputadoras aceleradas que integran un procesador cuántico para realizar ciertas tareas que son más adecuadas para la cuántica, trabajando con y apoyadas por supercomputadoras de IA. Estamos muy emocionados de anunciar hoy las supercomputadoras aceleradas cuánticamente”. “La integración no de una sino de cuatro unidades de procesamiento cuántico en tres supercomputadoras prepara el escenario para la próxima ola de innovación cuántica”, dijo Heather West, directora de investigación, grupo de computación cuántica, sistemas de infraestructura, plataformas y tecnología, IDC. “Los investigadores siempre han esperado que la computación cuántica acelere el progreso científico”. Sin embargo, la relación simbiótica entre las tecnologías de computación cuántica y clásica también ayudará a acelerar el desarrollo de los propios sistemas cuánticos, allanando el camino para supercomputadoras útiles, con corrección de errores y centradas en lo cuántico y la era de la ventaja cuántica, un beneficio largamente esperado tanto para los investigadores como para los usuarios finales de esta tecnología.
Sin embargo, según Dion Harris, director de los centros de datos acelerados GTM de Nvidia, será necesario aplicar modelos de inteligencia artificial para tener éxito. “No creemos que haya un sistema tolerante a fallos implementado con éxito que no utilice modelos de IA para corregir errores a escala y en tiempo real para calibrar estos dispositivos. En este momento, calibrar y mantener un dispositivo cuántico es una tarea que requiere muchísimo tiempo para los físicos. Y se volverá más difícil a medida que aumente el número de cúbits. Por lo tanto, necesitamos automatizar esta tarea y aplicar las mejores tecnologías e IA para lograrlo”.
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