NVIDIA ha anunciado su colaboración con Google Quantum AI para acelerar el diseño de sus dispositivos cuánticos de próxima generación mediante simulaciones avanzadas basadas en la plataforma NVIDIA CUDA-Q™. Este avance promete resolver desafíos clave en el diseño de hardware cuántico y acercar a la industria al desarrollo de computadoras cuánticas comercialmente útiles.

Supercomputación para superar las limitaciones del hardware cuántico

Google Quantum AI está utilizando el superordenador NVIDIA Eos y la plataforma híbrida de computación cuántica y clásica de NVIDIA para simular la física de sus procesadores cuánticos. Este enfoque busca abordar uno de los mayores desafíos del hardware cuántico actual: el «ruido». Este fenómeno limita la cantidad de operaciones cuánticas que pueden realizarse antes de que los cálculos pierdan precisión.

“Desarrollar computadoras cuánticas útiles comercialmente solo es posible si podemos escalar el hardware cuántico manteniendo el ruido bajo control”, explicó Guifre Vidal, científico investigador de Google Quantum AI. «Con la computación acelerada de NVIDIA, estamos explorando las implicaciones del ruido en diseños de chips cuánticos cada vez más grandes».

Simulaciones más rápidas y asequibles

Simular los efectos del ruido en diseños de hardware cuántico requiere cálculos dinámicos extremadamente complejos, que modelan cómo los qubits interactúan con su entorno. Tradicionalmente, estos cálculos eran prohibitivamente costosos en términos computacionales. Sin embargo, gracias a CUDA-Q y los GPUs NVIDIA H100 Tensor Core, Google ha realizado una de las simulaciones dinámicas más rápidas y grandes de dispositivos cuánticos, empleando 1.024 GPUs en el superordenador NVIDIA Eos. Este enfoque ha reducido significativamente los costos y los tiempos de simulación.

«El poder de la supercomputación con IA será crucial para el éxito de la computación cuántica», afirmó Tim Costa, director de Quantum y HPC en NVIDIA. “El uso de la plataforma CUDA-Q por parte de Google demuestra el papel central que tienen las simulaciones aceleradas por GPU en el avance de la computación cuántica para resolver problemas reales”.

Simulaciones cuánticas a una escala sin precedentes

Con la ayuda de CUDA-Q, Google ha logrado realizar simulaciones realistas y completas de dispositivos cuánticos que contienen hasta 40 qubits, el mayor número alcanzado hasta ahora para este tipo de simulaciones. Estas técnicas permiten realizar simulaciones ruidosas que anteriormente requerían una semana en tan solo minutos, acelerando enormemente el desarrollo de hardware cuántico.

Disponibilidad pública para la industria cuántica

El software utilizado para estas simulaciones dinámicas avanzadas estará disponible públicamente en la plataforma CUDA-Q. Esto permitirá a ingenieros de hardware cuántico de todo el mundo escalar rápidamente sus diseños y contribuir al avance del campo.

La colaboración entre NVIDIA y Google Quantum AI subraya el potencial de la computación acelerada para superar barreras críticas en la computación cuántica, acercando a la industria a resolver problemas complejos en áreas como la química, la criptografía y la inteligencia artificial.