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Un récord que redefine los límites de la computación
Hace en 10 minutos lo que a la supercomputadora más rápida de la actualidad le tomaría 5.000.000.000.000.000.000.000.000 años.
La primera supercomputadora exaescalar de Europa acaba de batir un récord mundial en computación cuántica, simulando por primera vez un ordenador cuántico universal completo de 50 qubits. Este logro lleva la computación clásica a sus límites físicos y marca un hito en el desarrollo de algoritmos mucho antes de que existan máquinas cuánticas completamente maduras.
Este avance es obra de científicos del Centro de Supercomputación de Jülich (JSC), en colaboración con especialistas de NVIDIA. El récord supera la marca anterior de 48 qubits, también establecida por el mismo centro, y demuestra las inmensas capacidades del nuevo sistema JUPITER, inaugurado en septiembre.
Durante la presentación, uno de los ingenieros comentó con asombro: “Lo que antes parecía inalcanzable ahora se ejecuta en minutos; esto cambia por completo nuestra relación con la computación cuántica”. Esa frase resume el impacto y la magnitud de lo que se ha conseguido.
Simulaciones que acercan el futuro cuántico
Las simulaciones con ordenadores cuánticos sirven como banco de pruebas para las tecnologías cuánticas del futuro y permiten explorar métodos de modelado molecular como el Solucionador Variacional de Autovalores Cuánticos (VQE) y enfoques de optimización como el Algoritmo de Optimización Aproximada Cuántica (QAOA), mucho antes de que los procesadores cuánticos reales puedan ejecutarlos de forma fiable.
Sin embargo, simular circuitos cuánticos en máquinas clásicas es extremadamente complejo. Cada qubit adicional duplica los requisitos de memoria y computación, generando un crecimiento exponencial que rápidamente sobrepasa incluso la capacidad del hardware más avanzado.
Los ordenadores cuánticos se diferencian de los clásicos en su procesamiento de información: mientras los primeros utilizan bits binarios (0 o 1), los segundos emplean qubits, que pueden existir en múltiples estados simultáneamente gracias a la superposición y el entrelazamiento. Esta capacidad para procesar múltiples posibilidades a la vez les otorga su increíble velocidad y potencia.
Por ejemplo, mientras que los ordenadores clásicos realizan tareas de forma secuencial, los cuánticos pueden ejecutar muchos cálculos en paralelo, lo que les permite resolver ciertos problemas miles de veces más rápido.
JUQCS-50: el corazón de la nueva era cuántica
Una de las ventajas más significativas de las supercomputadoras cuánticas es su capacidad para procesar cantidades exponencialmente mayores de información. En determinados tipos de cálculos, un ordenador cuántico podría superar a las supercomputadoras clásicas por órdenes de magnitud: lo que a un sistema cuántico le toma menos de 10 minutos, a una supercomputadora actual le llevaría billones de años.
“Actualmente, solo las supercomputadoras más grandes del mundo ofrecen esa capacidad”, explica Kristel Michielsen, autora del estudio publicado en Arxiv. “Este caso práctico ilustra la estrecha interrelación entre la computación de alto rendimiento y la investigación cuántica”, añade.
En el ordenador cuántico JUQCS-50, cada puerta cuántica afecta a más de 2 cuatrillones de números complejos, sincronizados en miles de nodos de computación. El sistema aprovecha la arquitectura de memoria híbrida de los superchips NVIDIA GH200, transfiriendo temporalmente datos entre GPU y CPU con una pérdida mínima de rendimiento.
Además, un método de compresión avanzado reduce la demanda de memoria en un factor de ocho, mientras un algoritmo dinámico optimiza la transferencia de datos entre más de 16.000 superchips durante la simulación.
“Con JUQCS-50, podemos emular supercomputadoras cuánticas universales con alta fidelidad y abordar problemas que ningún procesador cuántico actual puede resolver”, afirma Hans De Raedt, coautor del estudio. Se espera que JUQCS-50 sirva como motor de investigación y referencia tecnológica para las supercomputadoras de próxima generación.
Por: Noticonexion
