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Cloud Computing

D-Wave pone una tercera computadora cuántica en la nube

José Luis Becerra Pozas

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La compañía está poniendo a disposición su tercer sistema D-Wave Advantage a través de Amazon Braket y ha actualizado sus herramientas para permitir que las empresas apliquen recocido cuántico a nuevos problemas de optimización.

Si bien la computación cuántica viable de propósito general aún está lejos, D-Wave Systems acaba de implementar su tercer sistema de recocido cuántico basado en la nube y ha actualizado sus herramientas de codificación para abordar nuevas categorías de problemas de optimización empresarial.

Al igual que sus predecesores, se puede acceder al tercer sistema Advantage de D-Wave a través de la propia nube cuántica Leap de D-Wave o, a partir del 12 de mayo, del servicio Amazon Braket de AWS. La nueva máquina está alojada en el Instituto de Ciencias de la Información de la Universidad del Sur de California en Marina Del Rey, California; los otros están en la sede de D-Wave en Burnaby, Columbia Británica, y en el centro de supercomputación Forschungszentrum Jülich de Alemania.

D-Wave’s Advantage cuenta con más de 5,000 qubits, lo que aparentemente lo pone por delante de rivales cuánticos como IBM, que anunció planes a principios de semana para construir una máquina de 4,000 qubits para 2025.

Pero no todos los qubits, que son una medida de la capacidad de procesamiento de una computadora cuántica, son iguales. D-Wave utiliza una técnica llamada recocido cuántico en sus máquinas, mientras que la mayoría de las demás empresas que trabajan en computación cuántica, incluidas IBM, Quantinuum (una subsidiaria de Honeywell), Rigetti Computing e IonQ, utilizan un enfoque basado en puertas cuánticas. (En octubre de 2021, D-Wave informó que también había comenzado a investigar puertas cuánticas, pero la compañía aún no tiene ningún producto basado en puertas en el mercado).

El recocido cuántico se puede utilizar para mejorar ciertos tipos de algoritmos de optimización, pero no es la herramienta informática de propósito general que pretenden ser las computadoras cuánticas basadas en puertas.

Sistemas cuánticos basados ​​en puertas vs recocido

Los sistemas basados ​​en compuertas con corrección de errores serán capaces de trabajar simultáneamente con mayores cantidades de datos que los sistemas de recocido cuántico, afirmó Murray Thom, vicepresidente de gestión de productos de D-Wave. “Eso va a ser muy importante en aplicaciones como la simulación de química cuántica, o si se trabaja con ecuaciones diferenciales”, dijo. Los sistemas basados ​​en puertas también pueden representar una amenaza para muchos de los algoritmos de cifrado actuales, una eventualidad para la que las empresas comienzan a prepararse .

Por otro lado, el recocido cuántico (quantum annealing) funciona bien para problemas de optimización donde el objetivo es encontrar un máximo en un paisaje montañoso de soluciones (o el mínimo en una serie de valles) en el menor tiempo posible. La computación convencional podría adoptar un enfoque de “escalada de colinas”, variando repetidamente los parámetros para encontrar una solución un poco mejor que la actual, hasta que haya encontrado el máximo local, pero quizás no la colina más alta en el mapa. 

El recocido cuántico ofrece una forma de saltar a otra colina, quizás más alta, y subir a la cima de esa en su lugar, y deriva su nombre de una técnica informática clásica llamada “recocido simulado” que adopta un enfoque similar pero utiliza números aleatorios en lugar de fenómenos físicos cuánticos. para encontrar colinas más altas para escalar.

Un whitepaper publicado por D-Wave en 2021 mostró cómo un sistema de computación clásico y un sistema híbrido de recocido cuántico finalmente convergerían en el mismo resultado óptimo con suficiente tiempo, pero que el sistema de recocido cuántico brindaría un mejor resultado si el tiempo fuera limitado.

Los sistemas viables basados ​​en compuertas aún están lejos, mientras que los sistemas de recocido cuántico de D-Wave están en el mercado y ya han sido utilizados por empresas que desean probar su potencial para acelerar la optimización. Thom señaló a Volkswagen, que ha utilizado los sistemas D-Wave para buscar formas de optimizar la ordenación de los trabajos del taller de pintura mediante la programación para minimizar los cambios de tipo de pintura.

Para ayudar a los CIO a poner sus computadoras Advantage a trabajar en problemas como ese, D-Wave ha desarrollado una serie de solucionadores híbridos para problemas de optimización que pueden dividir los cálculos en partes, utilizando sus sistemas de recocido cuántico para impulsar los sistemas informáticos clásicos hacia mejores soluciones que los informes. volver sobre el mejor encontrado en un momento dado.

Optimización y más optimización

D-Wave ahora ha mejorado su solucionador híbrido de modelo cuadrático restringido (CQM) basado en la nube para encontrar soluciones óptimas a problemas que involucran variables continuas, donde anteriormente solo podía manejar números enteros y otros tipos de datos discretos.

Esto equipará a las empresas para experimentar, por ejemplo, con el cálculo de rutas de vehículos en función de cantidades continuas, como la distancia y el tiempo de espera, u optimizar la carga de camiones para minimizar el espacio entre cajas de diferentes formas.

“Esto realmente permitirá a los CIO obtener algunas respuestas a preguntas importantes que están considerando en términos de ‘¿En qué lugar de mi organización la computación cuántica tendrá realmente su mayor impacto?’”, externó Thom, de D-Wave.

Lo que los clientes potenciales realmente necesitan es una forma de identificar qué problemas son susceptibles de ser acelerados por los sistemas de recocido cuántico y cuáles no pueden ser solucionados por el recocido cuántico.

Por ahora, se trata más de un proceso manual: D-Wave envía un equipo de expertos para examinar los problemas informáticos que una empresa quiere ayudar a acelerar, aconsejarles en cuáles deben centrarse y ayudar a crear una prueba de concepto.

“Eso es muy atractivo para los CIO que buscan cómo hacer que sus negocios sean más eficientes”, afirmó Thom, y agregó que puede “ayudarles a responder al tipo de estrés del mercado que están viendo hoy”.

Peter Sayer, CIO.com

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