[Aviso] Este artículo ha sido reconstruido a partir de información de fuentes externas. Por favor, verifique la fuente original antes de utilizar esta información.
Resumen de noticias
El siguiente contenido fue publicado en línea. A continuación se presenta un resumen traducido. Consulte la fuente para obtener más detalles.
NVIDIA ha mejorado significativamente su software de simulación de computación cuántica, cuQuantum, lo que permite a los científicos probar y desarrollar computadoras cuánticas sin necesidad de hardware cuántico real que cuesta millones de dólares. La última actualización trae tres mejoras importantes: gradientes dinámicos que ayudan al aprendizaje automático a diseñar mejores computadoras cuánticas, soporte para una técnica llamada DMRG que simula sistemas cuánticos complejos y mejoras masivas de velocidad en el nuevo hardware. Los científicos que diseñan procesadores cuánticos ahora pueden ejecutar simulaciones de 16 a 26 veces más rápido que antes, lo que les permite probar miles de variaciones de diseño en el tiempo que solía tomar probar solo unas pocas. Esto es crucial porque las computadoras cuánticas reales son increíblemente delicadas: deben mantenerse más frías que el espacio exterior y aisladas de todas las vibraciones. Al simularlas primero en computadoras regulares con tarjetas gráficas potentes, los investigadores pueden perfeccionar sus diseños antes de construir las versiones reales costosas. El software ayuda a resolver uno de los mayores desafíos de la computación cuántica: descubrir cómo controlar los bits cuánticos (qubits) que pueden existir en múltiples estados simultáneamente, a diferencia de los bits de computadora regulares que son solo 0 o 1. Este avance podría acelerar el desarrollo de computadoras cuánticas que revolucionarán campos desde la medicina hasta la criptografía.
Fuente: Blog de desarrolladores de NVIDIA
Nuestro comentario
Antecedentes y contexto
Imagina intentar construir el juego de LEGO más complejo del mundo, pero cada pieza cuesta un millón de dólares y se rompe si respiras sobre ella de manera incorrecta. Ese es el desafío con las computadoras cuánticas. Estas máquinas futuristas prometen resolver problemas que tomarían a las computadoras regulares millones de años, pero son increíblemente difíciles y costosas de construir.
Las computadoras cuánticas funcionan sobre los principios de la física cuántica, donde las partículas pueden estar en múltiples estados a la vez, como una moneda girando en el aire que es tanto cara como cruz hasta que aterriza. Esta “superposición” permite que las computadoras cuánticas exploren muchas soluciones simultáneamente, lo que las convierte potencialmente en millones de veces más rápidas que las computadoras regulares para ciertos problemas.
Análisis de expertos
El ingenio de la simulación cuántica radica en que permite a los científicos practicar la construcción de computadoras cuánticas de forma virtual antes de comprometerse con el hardware. Es como usar un simulador de vuelo para entrenar a los pilotos: puedes estrellarte mil veces en el simulador sin destruir un avión real. El software cuQuantum de NVIDIA convierte las tarjetas gráficas de juegos en simuladores de computadoras cuánticas.
La nueva función de “gradientes dinámicos” es particularmente emocionante. Es como tener un entrenador que observa tu práctica y te dice exactamente cómo mejorar. Cuando los científicos diseñan un circuito cuántico, el software ahora puede indicarles con precisión cómo cada pequeño ajuste afectará el resultado, permitiéndoles optimizar los diseños a través de prueba y error asistidos por inteligencia artificial.
Datos adicionales y hechos
Las cifras son asombrosas. Una computadora cuántica real requiere temperaturas de -273°C (cerca del cero absoluto), cuesta decenas de millones de dólares y necesita un sistema de enfriamiento del tamaño de una habitación. En contraste, la simulación se ejecuta en tarjetas gráficas que cuestan unos pocos miles de dólares y se ajustan a una computadora regular. El aumento de velocidad de 16 a 26 veces significa que los experimentos que tomaban un mes ahora se completan en un día.
Las computadoras cuánticas actuales tienen alrededor de 100 a 1000 qubits (bits cuánticos), pero simular incluso 50 qubits en una computadora regular requiere más memoria de la que existe en todas las computadoras del mundo combinadas. Es por eso que el software especializado y la aceleración de hardware son cruciales: hacen que lo imposible sea meramente difícil.
Noticias relacionadas
La carrera por la computación cuántica se está calentando a nivel global. Google afirmó haber logrado la “supremacía cuántica” en 2019, IBM ofrece acceso en la nube a computadoras cuánticas reales, y China ha invertido miles de millones en investigación cuántica. Microsoft y Amazon también están desarrollando sus propias plataformas cuánticas. Cada enfoque difiere, pero todos dependen en gran medida de la simulación para su desarrollo.
Esta competencia impulsa la innovación de maneras inesperadas. Las mismas tarjetas gráficas que alimentan estas simulaciones cuánticas también ejecutan modelos de inteligencia artificial y videojuegos, creando un ciclo virtuoso donde la tecnología de juegos hace avanzar a la ciencia, lo que a su vez impulsa un mejor hardware, lo que mejora los juegos.
Resumen
El avance de la simulación cuántica de NVIDIA representa una democratización de la investigación en computación cuántica. Al hacer posible experimentar con diseños cuánticos en hardware (relativamente) asequible, más investigadores pueden contribuir a resolver los inmensos desafíos de construir computadoras cuánticas prácticas. Para los estudiantes interesados en la intersección de la física, la informática y el futuro de la tecnología, este campo ofrece oportunidades sin precedentes para trabajar en problemas que definirán la próxima era de la computación.
Reacción pública
Los investigadores cuánticos celebran la accesibilidad que brindan estas herramientas, especialmente en las universidades con presupuestos limitados. Los estudiantes de posgrado ahora pueden ejecutar experimentos cuánticos desde sus dormitorios. Los jugadores encuentran fascinante que sus tarjetas gráficas puedan simular la física cuántica. Algunos se preocupan por que las computadoras cuánticas rompan la criptografía actual, mientras que otros sueñan con el descubrimiento de fármacos y la modelización climática impulsados por la computación cuántica.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué hace que las computadoras cuánticas sean tan especiales?
R: Las computadoras regulares procesan la información de manera secuencial (un cálculo a la vez), mientras que las computadoras cuánticas pueden explorar múltiples posibilidades simultáneamente. Es como resolver un laberinto caminando por todos los caminos a la vez en lugar de intentarlos uno por uno.
P: ¿Cuándo tendremos computadoras cuánticas reales?
R: Existen computadoras cuánticas limitadas en la actualidad, pero las verdaderamente útiles para problemas cotidianos probablemente estarán disponibles en 10 a 20 años. Por eso la simulación es crucial: acelera el desarrollo.
P: ¿Pueden los estudiantes aprender computación cuántica?
R: ¡Sí! Muchas universidades ofrecen cursos de computación cuántica, y los simuladores gratuitos en línea permiten a cualquiera experimentar con circuitos cuánticos. No se necesita un doctorado en física, solo curiosidad y habilidades básicas de programación.
