Slush 2022: IQM impulsa un acelerador cuántico para el centro de datos

Con motivo de la feria Slush 2022 en Helsinki, pudimos visitar la start-up IQM en la ciudad de Espoo, Finlandia. Especializado en computación cuántica, IQM participa activamente en el big bang que se avecina en el campo de la supercomputación. Cabe señalar que varias tecnologías ahora compiten por este mercado naciente. Hay varios métodos para diseñar un Qubit, incluido el atrapamiento de átomos enfriados por láser, una tecnología dominada por el francés Pasqal, iones atrapados (enfoque apoyado, entre otros, por Honeywell y la startup IonQ), fotónica (apoyada por la startup francesa Quandela) , espín sobre electrones en semiconductores, camino recorrido por el CNRS y CEA/Leti o, la más publicitada, superconductores, tecnología elegida por la finlandesa IQM, la canadiense D-Wave y las estadounidenses IBM y Google. No olvidemos que detrás de estas tecnologías, el desafío es ante todo financiero y, por lo tanto, identificar el enfoque más rentable para la producción de Qubits perfectos que mejor se preste a una transición a gran escala.

Cada start-up tiene su propia historia, y para IQM todo empezó una tarde lluviosa. “Hace unos cinco años, mi cofundador [Jan Goetz] y yo hablábamos un sábado de noviembre, estaba lloviendo y nuestros niños corrían. Estudiantes de física hace 20 años, no habíamos trabajado juntos durante 12 años, pero nos reuníamos ocasionalmente los sábados”, dijo Juha Vartiainen, director de operaciones y cofundador de IQM. E hicimos nuestro primer plan de negocio en un papel y así levantamos nuestra primera ronda de financiación de 11,5 millones de euros. Cuatro años después, hemos crecido sin límites con más de 200 empleados, de 39 nacionalidades diferentes. Nos hemos convertido en la empresa líder europea, dentro de un punto, en este campo”. Volviendo a la historia de IQM, el líder también nos contó “que un laboratorio de bajas temperaturas en una universidad finlandesa ha apoyado estudios en este campo durante más de 50 años y capacitado a muchas personas a las que estamos felices de 'emplear hoy'. Computación cuántica en modo superconductor funciona a muy baja temperatura (-273°) con refrigeración por helio.Un sistema cuántico de este tipo se parece a un gran globo de "agua fría" presurizado con interruptores de relé y una terminal para controlar las operaciones computacionales.

Una QPU IQM con una capacidad de cómputo de 5 Qubits en su chasis metálico. (Crédito SL)

10 a 15 años antes de imponer cuántica

“Creemos que la computación cuántica es una tecnología verdaderamente disruptiva. Este no es el caso hoy, puede tomar 10 o 15 años, pero interrumpirá la industria. Serán necesarios varios pasos antes de llegar allí y, por el momento, vendemos sistemas para la educación y para el sector de la investigación”, explicó Juha Vartiainen. “Y muy pronto veremos un gran avance para la computación cuántica comercial. Probablemente primero en química, para simulación molecular, descubrimiento de fármacos, ciencias de la vida y encriptación. También hay muchos temas relacionados con la sostenibilidad o la reducción de las emisiones de CO2, por ejemplo. Encontrar enzimas para sintetizar fertilizantes sin consumir tanta energía reduciría las emisiones globales de CO2 en un 2%. IQM cuenta con un equipo de casi 50 personas en Múnich, que trabajan en aplicaciones y algoritmos, pero la start-up se define principalmente como proveedor de hardware. “Fabricamos hardware de computación cuántica para uso general y nuestros chips se fabrican aquí en Finlandia, en Espoo. Somos 150 personas, repartidas en tres sitios, con un laboratorio cuántico, una instalación para fabricar nuestros chips de silicio y diseñamos toda la pila cuántica desde el chip hasta la integración del sistema”, nos dijo Juha Vartiainen. “Creemos que habrá muchas otras empresas que asumirán la responsabilidad principal del desarrollo de aplicaciones y nuestro núcleo cuántico estará allí en el hardware para hacer lo que ningún otro sistema informático puede hacer”.

Como nos dijo Raghunath Koduvayur, Director de Marketing y Comunicaciones de IQM: “Ya hemos cerrado más de 50 millones de euros en ventas por contrato en los últimos 18 meses. Podemos entregar un sistema completo en el sitio, como para el centro de investigación de Finlandia (CSC), pero también un acelerador cuántico que funciona con una supercomputadora para realizar ciertos cálculos mucho más rápido gracias a un algoritmo cuántico real que se ejecuta en una supercomputadora y una computadora cuántica. al mismo tiempo". El COO de IQM añade que “la gran idea del acelerador cuántico es que no es un gran paso de conseguir. Entrelazamos los pasos computacionales en una computadora ordinaria y una computadora cuántica. Y muchos de estos algoritmos, como la química cuántica, donde se trata de resolver la estructura del estado inicial, se resuelven mejor teniendo ambos a mano: computación de alto rendimiento y computación cuántica en la misma instalación, conectándolos entre sí con baja latencia. Actualmente, algunos competidores, como IBM, brindan un servicio en la nube en el que envía un cálculo y regresa, digamos, después de 10 minutos. Pero no puedes trabajar eficientemente de esa manera: necesitas tener una conexión de milisegundos entre la computadora cuántica y la computadora clásica”. Desde el punto de vista de la HPC, la supercomputadora delegará algunas de las tareas computacionales a la computadora cuántica como lo hace ahora en estas tarjetas gráficas. De esta manera, cuando una tarea computacional se pueda realizar mejor en la computadora cuántica, se descargará allí. Y para obtener los resultados rápidamente, es necesario trabajar con hardware y algoritmos híbridos. Y el usuario final no necesariamente verá la diferencia”.

Si las computadoras cuánticas algún día serán sistemas independientes de alto rendimiento, hoy funcionan como aceleradores para las supercomputadoras existentes. Aquí un modelo de prueba con una capacidad de 20 Qubits. (Crédito IQM)

Para financiar sus actividades, IQM cerró recientemente una serie de acuerdos que elevan los fondos recaudados a 200 millones de euros. “Hemos logrado atraer fondos tanto privados como públicos, lo que garantiza la confianza del gobierno y del sistema que encarna el capital de riesgo”, nos dijo el gerente de marketing. “Por ahora, consideramos a los centros de investigación y universidades como nuestros primeros clientes. IQM ya vendió sus aceleradores cuánticos en Alemania a LRZ en Leibniz y en Finlandia a CSC”. Pero IQM tiene la intención de atraer a los líderes de la industria que se están preparando para la revolución cuántica. “Creemos que durante la próxima década comenzaremos a ver beneficios cuánticos útiles con la resolución de algunos problemas. El progreso está en camino, pero no es tan rápido como esperábamos”. IQM produce procesadores cuánticos (QPU) enfriados a -273 °, cerca del cero absoluto, para trabajar. Hemos fotografiado, ver más abajo, un procesador con una capacidad de 20 Qubits ya probado en el laboratorio de investigación del proveedor y en un cliente. Y IQM planea entregar un chip de 54 qubits en 2023. Cuando se le preguntó sobre las capacidades de producción de su pequeña fundición en Espoo, el director de operaciones esquivó la pregunta y nos dijo que “todavía estamos aumentando, pero creemos que podemos producir mucho más”. más de lo que necesitamos. Digamos que tenemos la capacidad de lograr todo el récord europeo en una semana. [de production de Qubits]. El próximo cuello de botella serán las solicitudes de sitios de prueba. Así que el problema del eje de producción ya está más o menos resuelto”.

Una oblea IQM producida en Espoo con QPUs con una capacidad de 20 Qubits. (Crédito SL)

127 Qubits en IBM

Capacidades de cómputo que pueden parecer modestas si tenemos en cuenta los anuncios de IBM, que ya ha lanzado un procesador de 127 Qubits e incluso se esperan 1.000 Qubits el próximo año: "La carrera por los Qubits en chips cuánticos no es sin embargo, no es la única característica a recuerde ", explicó Juha Vartiainen, director de operaciones y cofundador de IQM. "La confiabilidad de los cálculos cuánticos es de hecho más importante que la cantidad de Qubits. Reducir la tasa de error en los cálculos es esencial […]. La fidelidad, o la cantidad de errores que comete por operación, importa mucho. Entonces, es fácil hacer muchos qubits, pero es difícil controlarlos. Así que sí, nuestros Qubits son de muy alta fidelidad. Publicamos un artículo científico para demostrar que estábamos al 99,8%.

Durante nuestra reunión en Espoo, IQM estaba a punto de anunciar una asociación con Atos, que ya ha desarrollado una actividad de simulación cuántica. Para ocupar el mercado europeo, la start-up y SSII ofrecerán sistemas informáticos híbridos que combinen los procesadores cuánticos de IQM y la plataforma de desarrollo de aplicaciones cuánticas de Atos. Tal y como se explica en una nota de prensa, “esta propuesta única en el mercado permite a los clientes programar sus aplicaciones de computación cuántica de forma fluida y ejecutarlas en el entorno QLM emulando a la perfección todas las características del hardware cuántico de destino (topología, instrucciones de juego, modelo de ruido) Al hacerlo, los clientes pueden ejecutar estas aplicaciones directamente en el hardware cuántico de IQM, sin tener que modificarlas". Cabe señalar que IQM y Atos ya venían colaborando desde hace algún tiempo. Por otro lado, los líderes de IQM también nos dijeron que se estaba finalizando otra asociación con Tech Mahindra para atacar el mercado asiático.