IBM ha presentado una arquitectura criogénica modular que permite conectar múltiples procesadores cuánticos en un mismo sistema.
El nuevo diseño facilita el transporte, mantenimiento y actualización de los módulos, esenciales para la próxima generación de ordenadores cuánticos tolerantes a fallos.
La arquitectura permitirá realizar hasta 100 millones de operaciones cuánticas y está pensada para albergar unos 2.000 cúbits físicos.
IBM ha invertido 10.000 millones de dólares para impulsar su hoja de ruta cuántica, consolidando la mayor flota de equipos cuánticos del mundo y colaborando con 340 organizaciones.
IBM ha superado un desafío más en su carrera particular por la computación cuántica, que como próximo hito busca lanzar la primera máquina a gran escala y tolerante a fallos: el IBM Quantum Starling, previsto para 2029. Si el Gigante Azul proclamaba que estamos ante el año de la ventaja cuántica, ahora ha tenido que resolver varios problemas de ingeniería para cumplir con los plazos de una hoja de ruta, programada a una década, que servirá para situar a la tecnológica en la cúspide mundial de esta tecnología.
Desde su sede de Poughkeepsie (Nueva York, Estados Unidos), lugar en el que se encuentran la mayoría de sus equipos cuánticos accesibles desde la nube, la compañía ha presentado su nuevo desarrollo: la primera arquitectura física criogénica modular diseñada para conectar múltiples procesadores cuánticos dentro de un mismo sistema.
Con su ordenador de última generación detrás, el imponente IBM Quantum System Two, que también está desplegado en Japón y San Sebastián (España) -aunque habrá más ubicaciones en el futuro-, Oliver Dial, vicepresidente de sistemas cuánticos de la empresa, ha explicado que cada módulo consta de mucho más espacio para cableado y componentes y puede separarse para facilitar su transporte, mantenimiento, actualización y despliegue en distintas instalaciones.
El próximo ordenador tolerante a fallos de IBM, que será capaz de realizar 100 millones de operaciones cuánticas -20.000 veces más de las que se pueden ejecutar actualmente-, según palabras del experto, necesitará unos 12 módulos conectados. Por el momento, la compañía ya ha probado con éxito la conexión de dos módulos.
De este modo, la nueva arquitectura multiplicará también por esta cifra el espacio disponible para cableado con respecto a los diseños anteriores, y está ideada para albergar unos 2.000 cúbits físicos. El cúbit es la unidad básica de información en la computación cuántica y, hasta ahora, el IBM Quantum System Two incorpora procesadores con más de 100 cúbits.
“Lo que estamos presentando no es un concepto”, ha indicado el propio Dial. “Es algo real: nuestra primera arquitectura criogénica modular completamente operativa. Hemos conectado el sistema, lo hemos enfriado y lo hemos probado”.
Así funciona la nueva arquitectura
La nueva arquitectura supone un acicate para afianzar su liderazgo y establecer ecosistemas de cooperación. La misma está compuesta por módulos rectangulares que pueden conectarse entre sí. Frente a los diseños tradicionales, la nueva configuración permite ampliar el espacio para el cableado y los componentes.
En este sentido, destacan los acopladores en forma de ‘L’ que permiten realizar operaciones entre procesadores separados mediante un cable de aluminio superconductor.
Tal y como expresan los investigadores, esta tecnología es clave para construir un equipo cuántico modular. En las pruebas realizadas, IBM ha alcanzado una fidelidad del 99,3% en este tipo de conexiones de cúbits, aunque espera alcanzar el 99,9% en el medio-largo plazo.
Asimismo, el sistema opera a temperaturas muy bajas. Uno de los módulos ha sido testado a 15 milikelvin -el Kelvin es la principal unidad de temperatura en ingeniería-.
Una ventaja clave para la cuántica tolerante a fallos
“Cuando hablamos de escalabilidad, no se trata simplemente de construir chips cada vez más grandes a nivel de procesador, sino de toda la infraestructura y los elementos de soporte que existen alrededor”, ha aseverado Jerry Chow, CTO de computación cuántica y supercomputación de IBM, al respecto del nuevo anuncio.
Es decir, la receta de IBM para dar el salto hacia la computación cuántica tolerante a fallos es más un problema de ingeniería que tecnológico, en el que crear arquitecturas físicas capaces de interconectar procesadores y mejorar progresivamente la fiabilidad del sistema es clave.
El directivo ha destacado, a su vez, el potencial que tiene la cuántica a gran escala en sectores como la química y otros ámbitos relacionados con la ciencia, donde ya existen ventajas algorítmicas demostrables. El Gigante Azul también trabaja en integrar estos sistemas con las infraestructuras actuales de inteligencia artificial, como los centros de datos que se están desplegando por todo el mundo.
Los expertos creen que hay dos retos pendientes: la electrónica y sistemas de control, y la fiabilidad. “Pasar de miles de cúbits a cientos de miles exigirá que los equipos sean 1.000 veces más fiables”, ha dicho Dial.
Hace pocas semanas, la multinacional anunciaba una inversión extra de 10.000 millones de dólares a un lustro para seguir prosperando en su hoja de ruta cuántica. El gasto abarca, según un comunicado de la firma, gastos de capital, fabricación, alianzas estratégicas y fusiones y adquisiciones estratégicas. Hasta la fecha, ya cuenta con la mayor flota de equipos cuánticos del mundo y con hasta 340 organizaciones que ejecutan cargas de trabajo reales.