IBM prepara la arquitectura cuántica modular System Two

IBM ha presentado el próximo hito en su hoja de ruta de computación cuántica. La última máquina de la compañía, Eagle, es una computadora cuántica de 127 qubit y se está posicionando como un paso en una revolución tecnológica en la historia de la computación. Es significativamente más grande que el actual procesador Hummingbird de 65 qubit de IBM.

En una publicación de blog sobre Eagle, Jerry Chow, gerente del grupo de computación cuántica experimental de IBM, y los becarios de IBM Oliver Dial y Jay Gambetta describieron cómo el nuevo procesador cuántico permite una mayor resolución de problemas. Esta complejidad hace que sea más difícil simular y probar algoritmos cuánticos en arquitecturas informáticas clásicas.

“A medida que los procesadores cuánticos aumentan, cada qubit adicional duplica la cantidad de complejidad espacial, la cantidad de espacio de memoria necesaria para ejecutar algoritmos, para que una computadora clásica simule de manera confiable circuitos cuánticos”, dijeron en la publicación del blog.

Doug Finke, analista de la industria y editor de Informe de computación cuántica, dijo: “Una característica clave de las computadoras de este tamaño es que su funcionamiento ya no se puede simular con una computadora clásica porque los recursos computacionales requeridos se duplican cada vez que se agrega otro qubit. Así que la simulación clásica de máquinas de este tamaño se convierte en un problema insoluble “.

Probar algoritmos en una computadora cuántica requiere un enfoque diferente a la forma en que un programador depuraría tradicionalmente el código en una computadora clásica. Bob Sutor, vicepresidente de estrategia y ecosistema de IBM Q, dijo: “Una de las cosas de la informática clásica es que puede ejecutarse en modo de depuración, donde se mira un programa [running] paso a paso y ver si algo sale mal “. Esto permite al programador ver la ruta de la lógica que toma el código del programa mientras se está ejecutando.

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Sin embargo, en computación cuántica, Sutor dijo: “Mientras haces operaciones en un solo qubit, no puedes detenerte y mirar su valor ya que un qubit se basa en la mecánica cuántica, por lo que no puedes depurar de la misma manera que un qubit clásico computadora.”

En cambio, dijo Sutor, es necesario probar algoritmos diseñados para ejecutarse en una computadora cuántica a menor escala. En términos informáticos clásicos, esto equivale a que un desarrollador de aplicaciones utilice un subconjunto de datos para probar una aplicación financiera para el iPhone. Si los resultados de las aplicaciones son los que espera el programador, entonces el algoritmo es sólido.

Eagle representa el último diseño System One de primera generación de IBM para la computación cuántica. La próxima generación, System Two, se está diseñando como una arquitectura más modular. Sutor dijo: “System One es de 3 m3. Entre los desafíos para escalar el número de qubits está cómo conectarlos por completo. Eagle es la última generación de computadora cuántica de IBM que encajará en nuestra configuración existente. Necesitamos solucionar el problema del cableado “.

En lugar de utilizar un cable por qubit, que es lo que IBM ha hecho en la arquitectura System One, “ahora multiplexamos”, dijo Sutor.

Chow, Dial y Gambetta dijeron que System Two también presenta una nueva generación de electrónica de control qubit escalable, junto con componentes criogénicos y cableado de mayor densidad. Los procesadores cuánticos están diseñados para funcionar cerca del cero absoluto, e IBM dijo que ha colaborado con Bluefors en una nueva plataforma criogénica modular.

“Esta plataforma brinda la posibilidad de proporcionar un espacio de trabajo criogénico compartido más grande, abriendo la puerta a la posible vinculación de procesadores cuánticos a través de interconexiones novedosas”, escribieron Chow, Dial y Gambetta en una publicación de blog que describe el Sistema Dos. “Creemos que el Sistema Dos representa un vistazo a cómo se ve el futuro de la computación cuántica: un verdadero centro de datos cuántico”.

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