La inteligencia artificial no es el único objetivo de las tecnológicas en España y en el resto del mundo. Le sigue la computación cuántica, una tecnología en la que Google lleva la delantera gracias a su reciente primer algoritmo cuántico.
Ahora le toca el turno a IBM que, según expone Reuters, anunciará pronto un hito en este campo: la aplicación de algoritmos de corrección de errores de computación cuántica en procesadores AMD convencionales.
Concretamente, se habrían ejecutado estos algoritmos de corrección de errores en chips de matrices de puerta programable en campo (FPGA), un tipo de circuito diseñado para ser programable y readaptable a diferentes propósitos.
Algoritmos cuánticos en chips AMD convencionales
La computación cuántica es uno de los grandes escollos de la informática moderna, debido a las ansias de los fabricantes de escalarla a un plano comercial. Los ordenadores cuánticos se basan en qubit o cúbits, unidades de información para codificar datos en este estándar.
Sería, más o menos, el equivalente al bit tradicional. Se crean manipulando y midiendo partículas cuánticas como fotones, electrones, iones atrapados, átomos o circuitos superconductores. Requiere hardware y tecnologías muy concretas y sensibles.
Detalle del ordenador cuántico de Microsoft
El objetivo de estos ordenadores cuánticos es el de resolver problemas que tanto los ordenadores como los superordenadores normales no pueden resolver con su potencia de cómputo actual. Tareas que tardarían cientos o miles de años en dilucidar en condiciones normales.
El problema principal de los ordenadores cuánticos son los llamados errores, producidos por las perturbaciones externas que pueden alterar el estado de los cúbits y provocar errores en sus cálculos finales.
Debemos entender este 'ruido' como los cambios que se pueden dar en los entornos de estos ordenadores; calor, vibraciones, rayos cósmicos y otros elementos pueden sacar a los cúbits de su estado cuántico y causar errores en sus cálculos.
Una de las soluciones que propone la industria es la de monitorear las operaciones que realizan los cúbits en estos ordenadores y resolver los fallos en tiempo real, para proteger la información cuántica del entorno.
IBM Q System One, el primer ordenador cuántico comercial
El reto es, por tanto, reducir o anular ese ruido y así corregir los errores, implementando todo tipo de medidas. Un ejemplo sería la implementación de cúbits lógicos, que encapsulan la información de un cúbit ideal usando múltiples cúbits físicos que se vigilan mutuamente para detectar y corregir estos errores.
Un ejemplo de esto. La mayoría de los sistemas de corrección actuales necesitan una enorme sobrecarga de cúbits físicos para conseguir una unidad de cúbit lógico. Entre los avances mostrados por IBM, estaba la solución con códigos qLDPC.
Dichos códigos qLDPC (quantum Low-Density Parity Check), prometían en un 90% el número de cúbits físicos necesarios, al menos en comparación a otros métodos anteriores para reducir el ruido.
Es aquí donde entra en juego el desarrollo del algoritmo de IBM que, junto a los chips cuánticos de estos ordenadores, corregiría estos errores. La idea es que IBM pueda construir el primer ordenador cuántico tolerante a fallos y a gran escala del mundo en 2029.
Circuitos del ordenador cuántico de Google
Reuters cita un documento de investigación en el que IBM afirma haber conseguido ejecutar estos algoritmos de corrección de errores en tiempo real en los chips FPGA de AMD.
La clave de estos chips es que pueden readaptarse para usarse en varios tipos de uso, sin que sea necesario ni modificar o alterar físicamente el hardware de estos circuitos. Chips que, según IBM, no son "ridículamente caros".
Los FPGA son chips tremendamente valorados en la industria, ya que hacen gala de una gran versatilidad a la vez que presentan muy buenas especificaciones de rendimiento. Se suelen requerir en aplicaciones que requieran altos rendimientos, flexibilidad y una baja latencia.
Reuters cita las declaraciones de Jay Gambetta, director de investigación de IBM, que explicó el trabajo realizado por IBM. Aseguró que los algoritmos desarrollados por IBM no solo funcionaban en el mundo real, sino que se podían implementar en chips AMD sin problema alguno.
Logo de IBM en la entrada de las oficinas de la compañía en Múnich (Alemania).
Así, IBM pretende "demostrar que la implementación es en realidad 10 veces más rápida de lo que se necesita", afianzando el ambicioso plan Quantum Starling para desarrollar ese soñado ordenador cuántico tolerante a fallos en 2029.
Quantum Starling, explicó IBM en su anuncio en junio, se apoyará en una arquitectura capaz de ejecutar 100 millones de operaciones cuánticas usando 200 cúbits lógicos, abriendo la puerta a simulaciones y cálculos imposibles para los ordenadores más potentes de la actualidad.