Tradicionalmente, las computadoras cuánticas y la computación de alto rendimiento (HPC) clásica han sido sistemas “dispares que operan de forma aislada”, según explican investigadores de IBM en un nuevo documento. Esta situación puede resultar “engorrosa”, ya que los usuarios deben orquestar manualmente los flujos de trabajo, coordinar la programación y transferir datos entre sistemas, lo que dificulta la productividad y “limita gravemente” la exploración algorítmica.
Sin embargo, un enfoque híbrido puede simplificar la aplicación de la computación cuántica a problemas en áreas como la química, la ciencia de los materiales y la optimización, y “resolver problemas que antes estaban fuera de alcance”, afirma IBM.
Los investigadores describen la supercomputación cuántrica-céntrica (QCSC) como una evolución que atraviesa tres fases distintas: sistemas cuánticos como motores de cálculo especializados dentro de entornos HPC; sistemas cuánticos y HPC clásicos acoplados a través de middleware avanzado; y sistemas HPC y cuánticos diseñados conjuntamente para flujos de trabajo híbridos.
La primera fase se centra en establecer una “integración fundamental en múltiples dimensiones”, explican los investigadores. La segunda fase se enfoca en reducir la latencia, crear múltiples mecanismos de retroalimentación sofisticados y admitir algoritmos híbridos complejos. La tercera fase representa la “culminación” de la integración a través de “sistemas heterogéneos diseñados conjuntamente donde los recursos cuánticos y clásicos se diseñan como plataformas unificadas desde cero”.
Esta última trayectoria refleja la evolución de las GPU en los sistemas HPC, señalan los investigadores; las GPU iniciales funcionaban típicamente como aceleradores externos conectados a los procesadores principales. Pero luego se establecieron interconexiones entre GPU y CPU, y de GPU a GPU, para proporcionar un ancho de banda mucho mayor y una menor latencia.
“De manera similar, los sistemas cuánticos pasarán de unidades independientes a componentes totalmente integrados dentro de plataformas cuánticas-HPC diseñadas conjuntamente”, sostienen los investigadores.
