Google con su nuevo Quantum Computer puede completar 47 años de tareas informáticas en solo 6 segundos. Esta es una computadora cuántica de 70 qubits. Es 241 millones de veces más rápido que la versión de 53 qubits de Google de 2019
El funcionamiento de la computación cuántica
Un bit cuántico (qubit) puede ser “0” o “1”, pero también ser los dos estados a la vez. Esto permite que se opere con nuevos tipos de puertas lógicas que permiten el desarrollo de nuevos algoritmos.
Pero hay un problema: los ordenadores cuánticos no son capaces de operar correctamente a escala porque los qubits sólo mantienen su estado cuántico durante un instante. Es decir, para cuando el ordenador está realizando un cálculo, el estado de esos qubits ya ha cambiado y generan errores. Corregir esto es el desafío más importante de la industria.
La sensibilidad de los qubits es tan alta que, incluso la luz parásita, puede provocar errores de cálculo, y para ejecutar aplicaciones útiles se requiere que las tasas de error sean mucho más bajas que las actuales.
Por eso se usan métodos de corrección cuántica para limpiar el “ruido” generado codificando la información almacenada mientras el ordenador realiza la operación matemática.
De los qubits a los qubits lógicos
Pero Google dice haber logrado un hito crucial al haber hallado la forma de distribuir información procesada entre varios qubits, de forma que el ordenador pueda retener la información el tiempo suficiente como para completar el cálculo, aunque los qubits individuales hayan salido de su estado cuántico.
Es decir, prescinden de muchos qubits buenos por uno excelente. La información se codifica en varios qubits físicos para construir un único lógico más resistente, fiable y capaz de ejecutar algoritmos cuánticos a gran escala.
"En las condiciones adecuadas, cuantos más qubits físicos se utilicen para construir un qubit lógico, mejor será ese qubit lógico", explicó Hartmut Neven, vicepresidente de Ingeniería en Google. "Sin embargo, esto no funcionará si los errores añadidos de cada qubit físico adicional superan los beneficios de la QEC. Hasta ahora, siempre se han impuesto las altas tasas de error físico".
El equipo, según recoge su paper en la revista Nature, ha logrado desarrollar un código de corrección de errores que por primera vez reduce la tasa de errores cuantos más qubits se usen dentro de un qubit lógico.
Julian Kelly, investigador de Google, asegura que estas mejoras dependen del propio hardware, el software empleado y de su sistema de refrigeración criogénica para mantener la temperatura cerca del cero absoluto y así reducir la tasa de fallos. Es el primer paso para poder aumentar el tamaño del sistema sin que el aumento de errores lo hagan inservible o no mejor que un ordenador tradicional.
Para Google es el segundo pilar de los seis a edificar antes de que los ordenadores cuánticos sean prácticos o útiles para la humanidad. El siguiente paso será lograr crear un qubit lógico con solo 1.000 qubits físicos. Es el objetivo para 2025.
ANTECEDENTES
Supercomputadores 2017: Tianhe-2 de China cerca del exaflop
, el que fuera el superordenador Chino más potente hasta junio de 2016, acaba de recibir una actualización de hardware que casi ha logrado duplicar su potencia desde los 54,9 petaflops hasta los 94,97 petaflops (es decir, 949,7 billones de cálculos por segundo).
La actualización vino de la mano del cambio de los coprocesadores instalados en 2013, los Knights Corner Xeon Phi de Intel, por chips Matrix-2000 GPDSP desarrollados en China. El plan original era recurrir a la nueva generación de chips de Intel, pero Estados Unidos ha empezado a bloquear en algunos casos la exportación de esta clase de componentes, por lo que los chinos se vieron obligados a equiparar la potencia de Intel recurriendo a su propia tecnología.
Esto sitúa a China en las mismas puertas de lograr la computación a exaescala (nombre que recibe la supercomputación capaz de calcular a un exaflop, 1.000.000.000.000.000 de cálculos por segundo), y como potencial ganadora de una ‘guerra’ entre naciones en la que partía con ventaja al albergar los dos mayores superordenadores del mundo (el Tianhe-2 y el Sunway TaihuLight). Estados Unidos, que ha invertido muchos esfuerzos en ser los primeros en superar esa marca, partía en cuarto lugar (por detrás de Suiza) con su superordenador Titán.
HPE presentó en mayo una arquitectura de computación diseñada con la exaescala en mente, y al mes siguiente el Departamento de Energía de EEUU anunciaban una inversión de 258 millones de dólares en el Exascale Computer Project, una iniciativa en la que HPE participa junto a otras 5 compañías: AMD, Cray, IBM, Intel y Nvidia. Pero el Centro Nacional de Supercomputación chino ya había anunciado en enero que ellos alcanzarían la exaescala a lo largo del presente años (antes, la previsión estaba fijada para 2018).
Dada la importancia que los superordenadores tienen en campos como la defensa nacional y la investigación científica, esta competición internacional se parece mucho más a un pulso geopolítico y lo que está en juego son el liderazgo económico y, potencialmente, vidas humanas.
China y USA lideran el TOP 500
Según el listado de TOP500 de supercomputadores más potentes del mundo, China y USA lideran esta lista. China con 167 supercomputadores, mientras USA con 165 ordenadores norteamericanos.
Lidera la lista Sunway TaihuLight, con un rendimiento de 93 petaflops, ha sido desarrollado por el Centro Nacional de Investigación de Computación Paralela, Ingeniería y Tecnología de Wuxi,
Entre los diez supercomputadores más potentes del planeta únicamente hay dos procedentes del “viejo continente”. China, Estados Unidos, Arabia Saudí y Japón completan los países que forman parte del top 10 de países en supercomputación.
El Piz Daint, inaugurado en 2014 en el Swiss National Supercomputing Centre de Lugano (Suiza), es el supercomputador europeo más rápido. hace dos años, este supercomputador era el sexto mejor del mundo, ahora ocupa el octavo lugar. Justo detrás está el Hazel Hen, un ordenador ubicado en el Höchstleistungsrechenzentrum (HLRS) de Stuttgart (Alemania).
España tiene como si mejor ordenador al Mare Nostrum, situado en el Barcelona Supercomputing Center, que se encuentra en la posición 106 del TOP500 de supercomputación. sus aplicaciones incluyen la colaboración en proyectos internacionales como el Human Brain Project o la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea.
COMPUTACION CUANTICA. Iniciativa por 1000 millones euros en CE
La Comisión Europea (CE) anunció el lanzamiento de una iniciativa por 1,000 millones de euros para acelerar el desarrollo de la tecnología cuántica, la base para la próxima generación de supercomputadoras, así como los futuros avances en áreas tales como redes de comunicación seguras y sensores de gravedad. La financiación fue anunciada en la Quantum Europe Conference en la ciudad de Delft, Países Bajos.
“Europa quiere ser líder en la carrera global del desarrollo de la tecnología cuántica y fomentar su adopción por parte de las industrias”, dijo el comisionado de Economía Digital de la Unión Europea, Günther Oettinger, durante el evento donde también se presentó el anteproyecto de la iniciativa llamado Quantum Manifesto.
El proyecto ha sido respaldado por más de 3,400 líderes de la ciencia, la industria y las organizaciones gubernamentales, con fondos procedentes de la Comisión, miembros estatales, compañías y universidades.
La CE informó que las tecnologías basadas en cuánticos de corto plazo podrían estar disponibles dentro de 5 años, sobre todo para la detección, meteorología, imagen y comunicación.
NASA Y GOOGLE
El procesador D-Wave Two, un ordenador basado en la física cuántica, de 15 millones de dólares, se instalará en un centro de la NASA y será compartido por Google y otros científicos.
Construido por la empresa canadiense D-Wave Systems, el procesador utiliza un túnel cuántico para alcanzar soluciones a los problemas matemáticos en fracciones de segundo. Los ordenadores clásicos utilizan millones de transistores (pequeños interruptores eléctricos) para calcular soluciones matemáticas. Utilizan “bits”, unos y ceros de los principios básicos. Por otra parte, los ordenadores cuánticos usan bits cuánticos o “qubits” que transmiten en unos y ceros a la vez (que operan a una velocidad de aproximadamente 3600 veces más rápido que los ordenadores convencionales).
IBM OFRECE COMPUTACION CUANTICA EN LA NUBE
IBM lanzó IBM Quantum Experience, una plataforma en la nube que permite experimentar con un procesador cuántico. Cualquiera pueda aprender y experimentar con el procesador cuántico.
Aún no se ha logrado construir un computador cuántico (solo hay prototipos), pero IBM asegura que la computación cuántica "ha pasado de ciencia a convertirse en una área de ingeniería" y que ya se ha iniciado la senda que llevará, en pocos años, a la construcción de esa computadora funcional.
IBM Quantum Experience, es una plataforma en la nube conectada a la web para que cualquiera que lo desee pueda experimentar con un procesador cuántico: aprender a programar, crear y probar algoritmos.
La computación clásica está basada en bits,y la computación cuántica, que aplica los principios de la mecánica cuántica, está basada en qubits, que no solo pueden ser ceros y unos, sino ser un 0 y un 1 a la vez, lo que da mayor velocidad de procesamiento. Además, esta trabaja en paralelo, de manera que puede resolver un número exponencial de tareas a la vez: una PC normal lo hace secuencialmente, primero resuelve un problema, luego otro y así sucesivamente.
En la Quantum Experience, cuyo acceso es gratuito, se pueden hacer simulaciones con un procesador de cinco qubits: "Cuando lleguemos a 50 qubits entraremos en un nuevo territorio.
El nivel de complejidad de esta computación es "muy elevado", ya que "no es muy intuitivo" porque "pasan cosas extraordinarias" y además la información cuántica es "muy frágil". Es necesario aislarla en un frigorífico a muy baja temperatura para preservar sus propiedades cuánticas. Un proceso "muy delicado".
Para el vicepresidente de IBM Research, la apertura de la Quantum Experience es un primer paso hacia ese hito. Son más de 20.000 las personas que se han sumado ya a la plataforma.
Las primeras aplicaciones de la computación cuántica serán industriales: simulación y modelado de materiales y desarrollo de nuevos fármacos. La computación cuántica también será útil para la optimización de algoritmos y para el encriptado de información.
La actualización vino de la mano del cambio de los coprocesadores instalados en 2013, los Knights Corner Xeon Phi de Intel, por chips Matrix-2000 GPDSP desarrollados en China. El plan original era recurrir a la nueva generación de chips de Intel, pero Estados Unidos ha empezado a bloquear en algunos casos la exportación de esta clase de componentes, por lo que los chinos se vieron obligados a equiparar la potencia de Intel recurriendo a su propia tecnología.
Esto sitúa a China en las mismas puertas de lograr la computación a exaescala (nombre que recibe la supercomputación capaz de calcular a un exaflop, 1.000.000.000.000.000 de cálculos por segundo), y como potencial ganadora de una ‘guerra’ entre naciones en la que partía con ventaja al albergar los dos mayores superordenadores del mundo (el Tianhe-2 y el Sunway TaihuLight). Estados Unidos, que ha invertido muchos esfuerzos en ser los primeros en superar esa marca, partía en cuarto lugar (por detrás de Suiza) con su superordenador Titán.
HPE presentó en mayo una arquitectura de computación diseñada con la exaescala en mente, y al mes siguiente el Departamento de Energía de EEUU anunciaban una inversión de 258 millones de dólares en el Exascale Computer Project, una iniciativa en la que HPE participa junto a otras 5 compañías: AMD, Cray, IBM, Intel y Nvidia. Pero el Centro Nacional de Supercomputación chino ya había anunciado en enero que ellos alcanzarían la exaescala a lo largo del presente años (antes, la previsión estaba fijada para 2018).
Dada la importancia que los superordenadores tienen en campos como la defensa nacional y la investigación científica, esta competición internacional se parece mucho más a un pulso geopolítico y lo que está en juego son el liderazgo económico y, potencialmente, vidas humanas.
China y USA lideran el TOP 500
Según el listado de TOP500 de supercomputadores más potentes del mundo, China y USA lideran esta lista. China con 167 supercomputadores, mientras USA con 165 ordenadores norteamericanos.
Lidera la lista Sunway TaihuLight, con un rendimiento de 93 petaflops, ha sido desarrollado por el Centro Nacional de Investigación de Computación Paralela, Ingeniería y Tecnología de Wuxi,
Entre los diez supercomputadores más potentes del planeta únicamente hay dos procedentes del “viejo continente”. China, Estados Unidos, Arabia Saudí y Japón completan los países que forman parte del top 10 de países en supercomputación.
El Piz Daint, inaugurado en 2014 en el Swiss National Supercomputing Centre de Lugano (Suiza), es el supercomputador europeo más rápido. hace dos años, este supercomputador era el sexto mejor del mundo, ahora ocupa el octavo lugar. Justo detrás está el Hazel Hen, un ordenador ubicado en el Höchstleistungsrechenzentrum (HLRS) de Stuttgart (Alemania).
España tiene como si mejor ordenador al Mare Nostrum, situado en el Barcelona Supercomputing Center, que se encuentra en la posición 106 del TOP500 de supercomputación. sus aplicaciones incluyen la colaboración en proyectos internacionales como el Human Brain Project o la misión Gaia de la Agencia Espacial Europea.
COMPUTACION CUANTICA. Iniciativa por 1000 millones euros en CE
La Comisión Europea (CE) anunció el lanzamiento de una iniciativa por 1,000 millones de euros para acelerar el desarrollo de la tecnología cuántica, la base para la próxima generación de supercomputadoras, así como los futuros avances en áreas tales como redes de comunicación seguras y sensores de gravedad. La financiación fue anunciada en la Quantum Europe Conference en la ciudad de Delft, Países Bajos.
“Europa quiere ser líder en la carrera global del desarrollo de la tecnología cuántica y fomentar su adopción por parte de las industrias”, dijo el comisionado de Economía Digital de la Unión Europea, Günther Oettinger, durante el evento donde también se presentó el anteproyecto de la iniciativa llamado Quantum Manifesto.
El proyecto ha sido respaldado por más de 3,400 líderes de la ciencia, la industria y las organizaciones gubernamentales, con fondos procedentes de la Comisión, miembros estatales, compañías y universidades.
La CE informó que las tecnologías basadas en cuánticos de corto plazo podrían estar disponibles dentro de 5 años, sobre todo para la detección, meteorología, imagen y comunicación.
NASA Y GOOGLE
El procesador D-Wave Two, un ordenador basado en la física cuántica, de 15 millones de dólares, se instalará en un centro de la NASA y será compartido por Google y otros científicos.
Construido por la empresa canadiense D-Wave Systems, el procesador utiliza un túnel cuántico para alcanzar soluciones a los problemas matemáticos en fracciones de segundo. Los ordenadores clásicos utilizan millones de transistores (pequeños interruptores eléctricos) para calcular soluciones matemáticas. Utilizan “bits”, unos y ceros de los principios básicos. Por otra parte, los ordenadores cuánticos usan bits cuánticos o “qubits” que transmiten en unos y ceros a la vez (que operan a una velocidad de aproximadamente 3600 veces más rápido que los ordenadores convencionales).
IBM OFRECE COMPUTACION CUANTICA EN LA NUBE
IBM lanzó IBM Quantum Experience, una plataforma en la nube que permite experimentar con un procesador cuántico. Cualquiera pueda aprender y experimentar con el procesador cuántico.
Aún no se ha logrado construir un computador cuántico (solo hay prototipos), pero IBM asegura que la computación cuántica "ha pasado de ciencia a convertirse en una área de ingeniería" y que ya se ha iniciado la senda que llevará, en pocos años, a la construcción de esa computadora funcional.
IBM Quantum Experience, es una plataforma en la nube conectada a la web para que cualquiera que lo desee pueda experimentar con un procesador cuántico: aprender a programar, crear y probar algoritmos.
La computación clásica está basada en bits,y la computación cuántica, que aplica los principios de la mecánica cuántica, está basada en qubits, que no solo pueden ser ceros y unos, sino ser un 0 y un 1 a la vez, lo que da mayor velocidad de procesamiento. Además, esta trabaja en paralelo, de manera que puede resolver un número exponencial de tareas a la vez: una PC normal lo hace secuencialmente, primero resuelve un problema, luego otro y así sucesivamente.
En la Quantum Experience, cuyo acceso es gratuito, se pueden hacer simulaciones con un procesador de cinco qubits: "Cuando lleguemos a 50 qubits entraremos en un nuevo territorio.
El nivel de complejidad de esta computación es "muy elevado", ya que "no es muy intuitivo" porque "pasan cosas extraordinarias" y además la información cuántica es "muy frágil". Es necesario aislarla en un frigorífico a muy baja temperatura para preservar sus propiedades cuánticas. Un proceso "muy delicado".
Para el vicepresidente de IBM Research, la apertura de la Quantum Experience es un primer paso hacia ese hito. Son más de 20.000 las personas que se han sumado ya a la plataforma.
Las primeras aplicaciones de la computación cuántica serán industriales: simulación y modelado de materiales y desarrollo de nuevos fármacos. La computación cuántica también será útil para la optimización de algoritmos y para el encriptado de información.
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