IBM plantea integración de computación cuántica con sistemas tradicionales de alto rendimiento
La compañía presentó una arquitectura de referencia para supercomputación cuántico-céntrica, con el objetivo de integrar procesadores cuánticos en entornos de cómputo de alto rendimiento. El modelo plantea la operación conjunta de sistemas cuánticos y clásicos —como CPU y GPU— en centros de datos, investigación y nube, para abordar problemas científicos que no pueden resolverse con un solo tipo de tecnología.
La arquitectura propuesta combina hardware cuántico con infraestructura clásica, incluyendo clústeres de CPU y GPU, redes de alta velocidad y almacenamiento compartido. Este enfoque busca crear un entorno unificado capaz de soportar cargas de trabajo intensivas y el desarrollo de nuevos algoritmos.
El modelo permite coordinar flujos de trabajo entre computación cuántica y clásica mediante sistemas de orquestación y marcos de software abiertos como Qiskit, lo que facilita a desarrolladores y científicos utilizar herramientas conocidas para aplicar capacidades cuánticas en áreas como química, ciencia de materiales y optimización.
“Hace más de cuatro décadas, Richard Feynman imaginó computadoras que podrían simular la física cuántica”, señaló Jay Gambetta, Director de IBM Research. El directivo explicó que los procesadores cuánticos actuales comienzan a abordar problemas complejos en química y que el futuro se orienta hacia entornos donde la computación cuántica y la clásica operan de forma conjunta.
De acuerdo con IBM, diversos equipos de investigación ya han utilizado esta arquitectura para obtener resultados en experimentos científicos. Entre ellos, destaca la creación de una molécula de medio Möbius por investigadores de IBM y universidades como Manchester, Oxford y ETH Zurich, validada mediante una supercomputadora cuántico-céntrica.
También se reporta la simulación de una mini proteína de 303 átomos por Cleveland Clinic, uno de los modelos más grandes ejecutados en este tipo de entornos, así como la identificación del estado de menor energía en sistemas cuánticos por un equipo conjunto de IBM, RIKEN y la Universidad de Chicago.
Otro avance incluye simulaciones de cúmulos de hierro-azufre mediante la interacción entre un procesador IBM Quantum Heron y la supercomputadora Fugaku de RIKEN, lo que implicó el uso coordinado de recursos cuánticos y clásicos.
Adicionalmente, investigadores de Algorithmiq, Trinity y colaboradores de IBM desarrollaron métodos para simular sistemas de caos cuántico utilizando recursos clásicos para mitigar el ruido, según publicaciones en Nature Physics.
Estos resultados apuntan a que la combinación de computación cuántica y clásica puede contribuir al avance del descubrimiento científico.
IBM señaló que su ecosistema de clientes y socios continuará desarrollando esta arquitectura, incorporando mejoras en redes, software y recursos computacionales. Entre estas iniciativas, destaca el trabajo conjunto con el Instituto Politécnico Rensselaer para optimizar la programación y orquestación de flujos de trabajo entre sistemas cuánticos y de alto rendimiento.
La evolución de este modelo busca habilitar nuevas aplicaciones en campos como química, ciencia de materiales y optimización, con miras a escalar su uso conforme se desarrollen nuevos algoritmos, puntualizó IBM.
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