Fujitsu acaba de anunciar el desarrollo, con éxito, del simulador de ordenador cuántico más rápido del mundo. Este simulador es capaz de manejar circuitos cuánticos de 36 qubits dentro del sistema de clúster con el «Superordenador FUJITSU PRIMEHPC FX 700», que cuenta con la misma CPU A64FX que utiliza Fugaku, el superordenador más rápido del mundo.

El nuevo simulador cuántico puede ejecutar el software del simulador cuántico «Qulacs» en paralelo a alta velocidad, logrando aproximadamente el doble del rendimiento de otros simuladores cuánticos importantes en operaciones cuánticas de 36 qubits. El nuevo simulador cuántico de Fujitsu servirá como un puente importante para el desarrollo de aplicaciones de computación cuántica y se espera que esté operativo en los próximos años.

Sobre la base de este avance, a partir del 1 de abril de 2022, Fujitsu y Fujifilm Corporation (en adelante Fujifilm) iniciarán una investigación conjunta sobre las aplicaciones de la computación cuántica en el campo de la ciencia de los materiales.

En el futuro, Fujitsu acelerará sus esfuerzos para desarrollar ordenadores cuánticos con el objetivo de desarrollar un simulador de 40 qubits para septiembre de 2022 y llevar a cabo una investigación y desarrollo conjuntos de aplicaciones cuánticas con clientes en campos como las finanzas y el descubrimiento de fármacos.

Vivek Mahajan, Director Ejecutivo Corporativo, CTO, Fujitsu Limited, comenta: «Nos encontramos ahora al borde de una nueva era en la tecnología informática. Fujitsu ha desarrollado con éxito el simulador cuántico más rápido del mundo aplicando su experiencia líder en tecnologías de computación, cultivada durante muchas décadas. Recientemente, pusimos en práctica estos conocimientos para trabajar con RIKEN en el diseño del superordenador Fugaku, que se ha mantenido como el más rápido del mundo durante los últimos dos años. De cara al futuro, nuestro objetivo es aprovechar este nuevo simulador cuántico para que nuestros clientes aceleren el desarrollo de aplicaciones cuánticas y, en última instancia, contribuyan a un mundo sostenible resolviendo una serie de problemas a los que se enfrenta la sociedad».

Un nuevo simulador cuántico de 36 qubits ofrece la mayor velocidad de procesamiento del mundo

Fujitsu ha desarrollado un simulador cuántico paralelo y distribuido para un sistema de clúster formado por 64 nodos en el PRIMEHPC FX 700 de Fujitsu.

El PRIMEHPC FX 700 está equipado con la misma CPU A64FX que impulsa el superordenador Fugaku y puede alcanzar un rendimiento máximo teórico de 3,072 teraflops (TFLOPS) en cálculos en formato de coma flotante de doble precisión. Además, cuenta con 32 GB de memoria con un gran ancho de bandaEl ancho de banda es la capacidad máxima de transferencia d... de 1.024 gigabytes (GB) por segundo, y velocidades de 12,5 GB por segundo mediante la conexión de nodos a través de InfiniBand.

El nuevo simulador cuántico utiliza «Qulacs», uno de los simuladores cuánticos más rápidos del mundo desarrollado por la Universidad de Osaka y QunaSys Corporation, y el rendimiento del ancho de banda de la memoria se maximizó ejecutando múltiples cálculos simultáneamente mediante instrucciones SVE (Scalable Vector Extension) cuando se transfirió al A64FX.

MPI (Message Passing Interface) permite la ejecución paralela y distribuida de Qulacs y realiza una transferencia de datos que maximiza el ancho de banda de la red solapando los cálculos y la comunicación. Fujitsu ha desarrollado además un nuevo método para reordenar eficazmente los estados de los qubits desplegados en la memoria distribuida en el clúster en función del progreso del circuito cuántico y de su cálculo que ayuda a reducir los costes de comunicación. El nuevo sistema también es compatible con otros programas de simulación cuántica además de «Qulacs».

Qiskit, una de las principales herramientas de desarrollo de software para ordenadores cuánticos, está disponible para el simulador cuántico de Fujitsu y ofrece a los desarrolladores de software cuántico un entorno de desarrollo muy cómodo. En colaboración con QunaSys, Fujitsu tiene previsto ofrecer el software de cálculo químico cuántico Qamuy  en el nuevo simulador cuántico para proporcionar los recursos necesarios para ejecutar una amplia variedad de cálculos químicos cuánticos de alta velocidad.