Dell Technologies ha ensayado recientemente una plataforma de emulación desarrollada internamente para ejecutar algoritmos cuánticos “híbridos”, que utilizan tanto circuitos cuánticos como hardware de computación clásica para realizar cálculos.
La plataforma, presentada el lunes 26 de septiembre, se basa en el servidor comercial para centros de datos PowerEdge R740xd, que utiliza unidades centrales de procesamiento de Intel. También se incluye en el paquete el software Qiskit Runtime de IBM para ejecutar algoritmos cuánticos.
En la actualidad aún no se han construido ordenadores cuánticos a gran escala que puedan superar el rendimiento del hardware informático estándar. Sin embargo, empresas como IBM están trabajando activamente para hacer realidad la computación cuántica a gran escala. Y las empresas y los científicos han tomado nota. Desde ya, un número creciente de empresas, así como grupos de investigación, están desarrollando software especializado para aprovechar las máquinas cuánticas ultrarrápidas del futuro.
Los físicos están experimentando con algoritmos que utilizan circuitos cuánticos para simular fenómenos microscópicos. Los expertos en aprendizaje automático están explorando el potencial de la tecnología para acelerar el entrenamiento de la inteligencia artificial. También se están desarrollando nuevos algoritmos para aprovechar la computación cuántica para otras aplicaciones en química, optimización de la cadena de suministro y otros ámbitos.
Dado que aún no se ha construido el hardware cuántico necesario para ejecutar algoritmos cuánticos a escala, las empresas utilizan simuladores y emuladores para esta tarea. Los simuladores y emuladores permiten ejecutar algoritmos cuánticos en hardware informático clásico. De este modo, los investigadores pueden utilizar servidores estándar o infraestructuras en la nube para probar su código cuántico y encontrar áreas susceptibles de mejorar.
Dell describe la oferta como una plataforma de emulación híbrida en lugar de un simulador. La diferencia entre ambos términos tiene que ver con la forma en que se construyen los ordenadores cuánticos.
La mayoría de los sistemas cuánticos no sólo cuentan con circuitos cuánticos, sino también con uno o varios procesadores clásicos, como las CPU, que ayudan a ejecutar los algoritmos. Los simuladores suelen replicar únicamente los circuitos cuánticos de un sistema. En cambio, un emulador como la nueva plataforma de Dell ofrece un entorno de desarrollo más realista que recrea tanto los elementos de computación cuántica como los clásicos de una máquina cuántica.
Un número cada vez mayor de algoritmos cuánticos utilizan tanto circuitos cuánticos como clásicos para realizar operaciones. Al procesar los datos, los dos conjuntos de circuitos pueden interactuar entre sí hasta millones de veces. Un entorno de emulación que reproduzca todos los elementos informáticos de una máquina cuántica, tanto clásica como cuántica, podría ayudar a los investigadores a desarrollar algoritmos que puedan transferirse de forma más eficiente al hardware cuántico real.
La plataforma de Dell utiliza una tecnología llamada Qiskit Runtime de IBM para crear el entorno de emulación. Qiskit Runtime, a su vez, aprovecha los contenedores de software para ayudar a los usuarios a ejecutar algoritmos de forma más eficiente. Combinando esta tecnología con otros avances técnicos, un equipo de IBM consiguió recientemente aumentar 120 veces el rendimiento de un algoritmo cuántico para simular moléculas.
“Esta plataforma de emulación híbrida representa un importante paso adelante para el ecosistema Qiskit y para la industria cuántica en su conjunto”, dijo Jay Gambetta, vicepresidente de cuántica de IBM. “La plataforma permite a los usuarios trabajar con Qiskit Runtime en sus propios recursos clásicos, facilitando tanto a los nuevos usuarios como a los desarrolladores cuánticos establecidos la construcción y el perfeccionamiento de sus algoritmos.”
Dell promete varias ventajas para los usuarios. La empresa afirma que su plataforma de emulación híbrida permite a los usuarios ejecutar secuencias de código cuántico, o circuitos cuánticos como se conocen entre los investigadores, con menos retrasos que cuando se utilizan otros métodos. Dell afirma que la capacidad de emular circuitos cuánticos y clásicos en el mismo entorno proporciona una mayor eficiencia.
“Ya no es necesario ejecutar cada circuito cuántico y esperar en cola por separado”, explica John Roese, director global de tecnología de Dell. “Los componentes clásicos de los algoritmos se integran estrechamente con los recursos cuánticos, obteniendo una mejora del rendimiento y reduciendo el tiempo de desarrollo”.
Dell también está posicionando la plataforma como una alternativa convincente a las ofertas existentes de simulación cuántica basadas en la nube disponibles para las empresas. “Aprovechar la capacidad a través de una solución de infraestructura local puede proporcionar una eficiencia de costes incremental y un beneficio sobre los proveedores de servicios en la nube tradicionales”, dijo Roese.
