No hay un ordenador que funcione al 100%, pero cada vez se acerca más. Sin embargo, el potencial del cálculo basado en esta física, capaz de desintroducir materia ósea microbiana (material genético de microorganismos por desarrollar), de descubrir nuevas moléculas medicinales, de identificar cada cuerpo de un genoma y de optimizar un proceso financiero o industrial complejo , insta al hallazgo de atajos. Investigadores de BBVA, que cuentan con un equipo especializado en esta disciplina de participación pública y privada, grabaron una simulación de salud distribuida con servidores clásicos y programación de código abierto, reproducible por cualquier institución sin necesidad de un supervisor ni de un delicado ordenador basado en características exóticas del mundo subatómico. Es una forma de cálculo cuantitativo con tecnología actual, disponible e infalible.
El mundo físico que percibimos es un trampantojo, las sombras de la caverna de Platón llegan al extremo. Si tenemos capacidades de jibarizarnos con tamaño subatómico, percibimos una dimensión donde podemos estar en ambos estados al mismo tiempo (superposición), con teletransporte, que conduce energía sin pérdida (superconductividad), con flujo sin fricción (superfluido) y una extraña . La coreografía marca la interacción de partículas (orden topológico).
Reunir todo este universo le permite responder a preguntas básicas como estas y las que nos esperan, pero también verificar sus características para aplicaciones prácticas como el cálculo informático, con capacidades imposibles de explotar para la informática clásica. El planificador que permite ejecutar algoritmos precisos y sin errores a lo largo de una década, según las predicciones más optimistas. Sus principales definiciones son el ruido (un simple microondas o una modificación de la temperatura pueden detener el proceso) y el tiempo de coherencia, los microsegundos mientras se mantiene la superposición de estados que incrementan exponencialmente la capacidad de cálculo.
Sin embargo, es un trabajo y es el hallazgo que siguen los investigadores del BBVA. “Teníamos que conseguir que la simulación de la ejecución de algoritmos cuánticos utilizando máquinas clásicas, aumentara con una potencia de cálculo total de 38 codos (bits cuánticos) y con el resultado esperado en un ordenador cuántico ideal”, resume Javier Recuenco, responsable del Área de Innovación de Arquitectura Técnica del BBVA CIB.
“Al simular con computadoras clásicas, evitamos el problema del tiempo de coherencia y la transmisión. Puedes ejecutar la simulación durante horas y horas”, explica para añadir otro elemento fundamental: “El algoritmo creará con el número de codos y requerirá más potencia. Todo esto está destinado a distribuir la memoria y la necesitamos para que funcione. Utilice un simulador cuántico distribuido si es necesario”.
El nuevo sistema no aspira a superar las capacidades de un ordenador totalmente tolerante a las caídas, dado que esto es una realidad, pero sí ha aprobado la venta de cálculo cuántico con las herramientas disponibles ahora, respetando los límites. “Tienes un coste altísimo”, admite Recuenco en referencia a los recursos empleados para la prueba de diseño, la demostración del método propuesto en el nuevo, que en esta ocasión fue realizado por Amazon Web Service. Se compró en 38 codos, pero es escalable.
Una computadora clásica con 38 bits por sí sola puede representar este mismo número de estados diferentes. Sin embargo, una misma cantidad de codos puede representar y manipular simultáneamente 2³⁸ gracias a la propiedad de superposición, que permite que un codo esté en el estado 0, en el estado 1 o en cualquier combinación de ambos al mismo tiempo. Por tanto, un cálculo cuantitativo de 38 codos puede representar aproximadamente 274.000 millones de estados diferentes al mismo tiempo.
La simulación cuantitativa distribuye una primera aplicación para optimizar mapas, en el cálculo de riesgos y facilitar el camino más corto en gráficos, un problema clásico que consiste en resolver el camino óptimo entre vértices o nodos. “Pero puede ser aplicable en cualquier entorno. Las universidades deben estar muy interesadas en la industria química o farmacéutica. O encontrar nuevos componentes para las baterías”, explicó el investigador.
Una de sus grandes ventas no es precisamente de un supervisor ni de un formador de dispositivos cuánticos. Según Diego García Vaquero, director de arquitectura y co-investigador del sistema, instaló dispositivos con sólo unos pocos gigabytes de RAM y maximizó la capacidad de almacenamiento. Basta con una red convencional ya existe en la nube. “Y con código abierto”, aclaró. Esta premisa es fundamental para facilitar el uso de la simulación diseñada, que será publicada en un documento técnico detallado para su replicación marítima, anunciaron los investigadores.
Otra ventaja de la simulación es que, sin depender de sistemas inestables, se puede ejecutar por fases y establecer cómo recoger «bandas o puntos de control intermedios» en el proceso para avanzar en el algoritmo, así como insertarlos en el proceso. codos sin los límites topológicos que presentan las computadoras cuánticas reales.
200 veces más velocidad
Se trata de una línea de investigación en simulación clínica de empresas desarrolladoras como Fujitsu, que complementa estos desarrollos con los mayores supervisores del mundo y con ordenadores cuánticos. Recientemente, la compañía anunció el desarrollo de una nueva técnica de simulación, también basada en distribución, que acelera algoritmos híbridos (clásicos) y alcanza una velocidad de cálculo 200 veces mayor que las simulaciones anteriores.
En el caso de los cálculos de circuitos variables que utilizan algoritmos híbridos, los problemas pueden empeorar y requerir muchos codos y días de procesamiento. Las simulaciones en campos de materiales y descubrimientos farmacéuticos también pueden llevar varios siglos de días.
La tecnología de Fujitsu permite procesar simultáneamente una gran cantidad de cálculos de circuitos comunes ejecutados repetidamente y distribuidos entre diferentes grupos. Fujitsu también ha imaginado una forma de problemas simplificados con una gran escalada con una pequeña pérdida de precisión utilizando uno de los simuladores cuánticos. En un solo día, más adelante este año se realizarán cálculos correspondientes a los métodos convencionales. Fujitsu afirma que estos modelos aceleran la investigación sobre aplicaciones prácticas en diversos campos y en ordenadores reales.
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