Hacen falta 7.000 GPU para simular un procesador cuántico diminuto. Aunque no lo parece, es una excelente noticia

La complejidad de los ordenadores cuánticos es extraordinaria. En su construcción es posible apostar por varias estrategias muy diferentes, como, por ejemplo, los cúbits superconductores, las trampas de iones o los átomos neutros, entre otras tecnologías, pero todas ellas tienen algo en común: en gran medida su potencia es una consecuencia de su complejidad. De la complejidad inherente a cualquier ingenio diseñado para aprovechar las leyes de la física cuántica.

Lo sorprendente es que, a pesar de su sofisticación y exotismo, ya es posible simular con precisión un pequeño procesador cuántico utilizando hardware convencional. De hecho, lo ha logrado un grupo de investigación del Acelerador de Sistemas Cuánticos y de la División de Matemáticas Aplicadas e Investigación Computacional de la Universidad de California en Berkeley (EEUU). Esta no es la primera vez que se simula un procesador cuántico, pero hasta ahora nadie había conseguido hacerlo emulando cada detalle físico antes de su fabricación.
Empieza una nueva era en el diseño de chips cuánticos
Ahí va un dato impactante: los investigadores de Berkeley que he mencionado en el párrafo anterior han llevado a cabo su simulación de un chip cuántico utilizando el superordenador Perlmutter, que contiene 7.168 GPU de NVIDIA. Para lograr su propósito emplearon casi todas estas GPU durante 24 horas ininterrumpidas, por lo que es evidente que el esfuerzo computacional fue titánico. Pero lo consiguieron. Lograron modelar un chip cuántico multicapa de 10 mm de anchura y 0,3 mm de grosor simulando con precisión cómo viajan e interactúan las señales dentro de este procesador.

Esta declaración de Andy Nonaka, uno de los científicos del Acelerador de Sistemas Cuánticos de Berkeley, expresa con claridad por qué este hito es tan importante:

«No tengo conocimiento de que nadie haya realizado jamás un modelado físico de circuitos microelectrónicos a la escala completa del sistema Perlmutter»

«No tengo conocimiento de que nadie haya realizado jamás un modelado físico de circuitos microelectrónicos a la escala completa del sistema Perlmutter. Estábamos usando casi 7.000 GPU […] Dividimos el chip en 11.000 millones de celdas de cuadrícula y pudimos ejecutar más de un millón de pasos de tiempo en siete horas, lo que nos permitió evaluar tres configuraciones de circuitos en un solo día. Estas simulaciones no habrían sido posibles en este plazo sin el sistema completo