El Laboratorio Nacional Oak Ridge (ORNL), perteneciente al Departamento de Energía de los Estados Unidos, en colaboración con las empresas IBM y AMD, ha anunciado el lanzamiento de una plataforma de diseño conjunto (co-design platform) especializada en la corrección de errores de computación cuántica (QEC). Esta iniciativa tiene como objetivo abordar uno de los mayores desafíos que enfrenta la computación cuántica: la necesidad de software clásico capaz de identificar y corregir errores de los cúbits (qubits) a una velocidad que iguale la del procesador cuántico.
Arquitectura de la plataforma e integración de hardware
La plataforma se encuentra en la sede de IBM en Poughkeepsie, Nueva York, y combina los procesadores IBM Quantum Nighthawk r2 con el sistema de computación de alto rendimiento Umbra del Laboratorio Oak Ridge, el cual se basa en unidades de procesamiento gráfico AMD Instinct MI355X y procesadores AMD EPYC de quinta generación. Esta convergencia física entre el hardware cuántico y el clásico permite ejecutar operaciones híbridas con una latencia extremadamente baja, lo cual es vital para las aplicaciones de corrección de errores que requieren retroalimentación inmediata.
¿Por qué es importante esta noticia?
La computación cuántica científicamente aplicable depende de la corrección de errores, un proceso complejo que requiere enormes recursos de computación clásica trabajando en paralelo con los procesadores cuánticos. Actualmente, estos sistemas suelen conectarse a través de la nube, lo que añade complejidad y retrasos en la transferencia de datos. Esta plataforma proporciona un entorno integrado que permite a los investigadores:
- Desarrollar y probar algoritmos de corrección de errores sin necesidad de construir la infraestructura por sí mismos.
- Explorar técnicas como la "corrección de errores jerárquica", que utiliza múltiples capas de códigos para proteger los cúbits.
- Optimizar los flujos de trabajo cuántico-clásicos, lo que allana el camino hacia el cumplimiento de los objetivos de la "Misión Génesis" (Genesis Mission) del Departamento de Energía de los Estados Unidos, la cual apunta a alcanzar los 100 cúbits lógicos para el año 2028.
Perspectivas futuras
Este paso es parte de una estrategia más amplia para fortalecer la computación de alto rendimiento centrada en la cuántica, donde las unidades de procesamiento central (CPU), las unidades de procesamiento gráfico (GPU) y los procesadores cuánticos funcionan como un solo sistema. Las partes participantes planean utilizar esta plataforma para desarrollar el software y los procesos que respaldarán al sistema IBM Quantum Starling, una computadora cuántica tolerante a fallos que IBM planea lanzar para el año 2029.