Por: Jason Zander, vicepresidente ejecutivo de misiones estratégicas y tecnologías.
En Microsoft, marcamos el comienzo de una nueva era de la informática en el camino para desbloquear la ventaja científica y abordar algunos de los desafíos más apremiantes del mundo. Esta es la razón por la que creamos Azure Quantum: para crear la primera plataforma de computación cuántica confiable y lograr la visión de la computación cuántica a escala.
En abril, anunciamos que hemos entrado en la siguiente fase para resolver problemas significativos con computadoras cuánticas confiables al demostrar los qubits lógicos más confiables con una tasa de error 800 veces mejor que los qubits físicos. El principal problema con las ruidosas máquinas cuánticas de escala intermedia (NISQ, por sus siglas en inglés) de hoy en día es que sus qubits físicos son demasiado ruidosos y propensos a errores, lo que hace que las máquinas sean poco prácticas para aplicaciones del mundo real. Es por eso que debemos hacer la transición al uso de qubits lógicos confiables que combinen varios qubits físicos para protegerse contra el ruido y mantener la coherencia para los cálculos de larga duración.
Pero la computación cuántica no existe de forma aislada. Requiere una integración profunda con el poder de la nube. Debemos aprovechar lo mejor de la informática para desbloquear una nueva generación de aplicaciones cuánticas híbridas que podrían resolver algunos de nuestros desafíos más apremiantes, desde soluciones energéticas pioneras más sostenibles hasta transformar la forma en que tratamos las enfermedades con la próxima generación de terapias que salvan vidas.
Diseñamos la plataforma de proceso Azure Quantum para proporcionar computación cuántica en una variedad de arquitecturas de hardware, lo que permite que las aplicaciones cuánticas híbridas más avanzadas de la industria, todo en un entorno de nube seguro, unificado y escalable, aborden problemas clásicamente intratables. Esta es nuestra visión para Azure Quantum. Hoy en día, continuamos con los avances que nos acercan a lograrlo con nuestros socios líderes en la industria, Quantinuum y Atom Computing. Con ambas compañías, queremos aportar las mejores soluciones de su clase a la plataforma Azure Quantum y, de forma colectiva, avanzar y escalar las capacidades cuánticas resistentes.
En colaboración con Quantinuum, aplicamos nuestro sistema mejorado de virtualización de qubits para crear y entrelazar 12 qubits lógicos de una alta confiabilidad. Esto representa el mayor número de qubits lógicos entrelazados, con la mayor fidelidad, registrados. Estos resultados escalan el cálculo de cúbits lógicos, en hardware de trampas de iones, dentro de nuestra plataforma de proceso Azure Quantum. Además, avanzar hacia la computación cuántica escalable requiere no solo alcanzar hitos significativos de hardware, sino también demostrar que estas mejoras pueden abordar desafíos prácticos y del mundo real.
Es por eso que demostramos la primera simulación química de extremo a extremo que combina computación cuántica lógica confiable con computación de alto rendimiento (HPC, por sus siglas en inglés) en la nube e IA. Los anuncios de hoy no habrían sido posibles sin las principales máquinas cuánticas de Quantinuum. Esto allana el camino hacia soluciones prácticas en la intersección de estas tecnologías, en especial en los dominios de la química, la física y las ciencias de la vida.
Por último, a medida que ampliamos nuestra plataforma de computación Azure Quantum, nos complace anunciar que Microsoft y Atom Computing se unen para construir la máquina cuántica más poderosa del mundo. A través de esta colaboración, brindamos una nueva generación de hardware cuántico confiable a los clientes mediante la integración y el avance del hardware de átomo neutro de Atom Computing en nuestra plataforma de cómputo Azure Quantum. Con él, traemos lo mejor de su clase de Microsoft y nuestro ecosistema de socios para proporcionar la oferta comercial de una máquina cuántica fiable.
Al combinar las capacidades de este hardware cuántico confiable con nuestra plataforma para la ciencia, Azure Elements, proporcionamos una suite de descubrimiento integral para lograr una ventaja cuántica científica.
Creación de una nueva generación de aplicaciones cuánticas híbridas
En Microsoft, somos pioneros en un nuevo paradigma informático al unir el poder de la nube y la IA con la cuántica. Nuestra plataforma de computación Azure Quantum permite la ejecución sin problemas de aplicaciones cuánticas que aprovechan el hardware en una variedad de arquitecturas y chips de qubits, al tiempo que ofrece integración con HPC e IA en la nube. Durante este último año, hemos seguido con los anuncios de nuevos avances y colaboraciones en pos de esta misión de la plataforma, incluida la oferta de química generativa y DFT acelerada y el avance de la industria hacia la computación cuántica confiable mediante la demostración de qubits lógicos de una alta confiabilidad.
Reunimos estas tecnologías en una plataforma en la nube con un diseño especial que aprovecha las fortalezas complementarias de la IA para el procesamiento de datos a gran escala y la cuántica para cálculos complejos y una precisión sin precedentes. Esta sólida base informática ofrece un entorno informático híbrido seguro, unificado y escalable que permite a los innovadores desarrollar las mejores soluciones de su clase para abordar problemas que son difíciles o incluso intratables en los ordenadores clásicos. Integramos arquitecturas de hardware cuántico de nuestros socios del ecosistema con nuestro software de control cuántico, procesamiento y corrección de errores, además de capacidades para flujos de trabajo asistidos por copiloto, herramientas de desarrollo, supercomputación clásica y modelos de IA multimodal. Esta pila de computación diferenciada allanará el camino para esta nueva generación de aplicaciones híbridas. El razonamiento conjunto de la IA ayudará a articular problemas y a traducirlos en flujos de trabajo, a través de herramientas cuánticas clásicas y a escala en las etapas adecuadas para impulsar conocimientos impactantes en un bucle iterativo para comprimir la investigación y el desarrollo y el tiempo de solución en días, no en años.
Seguimos con la implementación de la computación cuántica fiable con Quantinuum
Hoy, en colaboración con Quantinuum, estamos orgullosos de anunciar la demostración de los qubits lógicos de mejor rendimiento registrados, para lograr el mayor número de qubits lógicos entrelazados. Creamos 12 qubits lógicos al mejorar y optimizar nuestro sistema de virtualización de qubits para la máquina H2 de 56 qubits físicos de Quantinuum.
Este progreso habla de la experiencia de clase mundial en corrección de errores de Microsoft. En menos de seis meses, nuestro sistema mejorado de virtualización de cúbits triplicó los recuentos de cúbits lógicos fiables. Además, cuando entrelazamos los 12 qubits lógicos en un estado complejo requerido para la computación cuántica «más profunda», mostraron una mejora de 22 veces en la tasa de error de circuito sobre los qubits físicos correspondientes.
La capacidad de nuestros sistemas para triplicar el número de qubits lógicos y duplicar nuestros qubits físicos de 30 a 56 qubits físicos es un testimonio de la alta fidelidad y la conectividad total de nuestro hardware de iones atrapados de la serie H. Nuestro hardware H2-1 actual, combinado con el sistema de virtualización de bits de Microsoft, nos lleva a nosotros y a nuestros clientes a la computación cuántica resistente de nivel 2. Esta poderosa colaboración desbloqueará avances aún mayores cuando se combine con las herramientas de IA y HPC de vanguardia que se ofrecen a través de Azure Quantum.
— Rajeeb Hazra, director ejecutivo de Quantinuum
A medida que continuamos esforzándonos por lograr avances científicos e industriales con computadoras cuánticas, el ruido se mantiene como nuestra mayor barrera. En una publicación anterior, destaqué cómo aumentar el número de qubits físicos por sí solo no es suficiente para hacer posible una corrección robusta de errores cuánticos. Como parte del ecosistema cuántico, debemos seguir centrados en mejorar tanto el recuento de cúbits lógicos como la fidelidad para tener una base sólida que permita producir resultados significativos. Esto será posible gracias a los avances en hardware y software que, en conjunto, permiten ejecutar aplicaciones cuánticas más largas y fiables. El anuncio de hoy demuestra que es posible realizar estas capacidades fundamentales en el camino hacia la computación cuántica a gran escala.
Un verdadero cambio de paradigma informático también requiere centrarse en aplicaciones prácticas y relevantes a nivel comercial. Antes, completamos con éxito una simulación química en el primer flujo de trabajo de extremo a extremo que combinó HPC, IA y computación lógica de qubits para predecir la energía del estado fundamental para un problema específico de catalizador. Esta demostración marcó un paso crítico hacia el comienzo de una nueva generación de aplicaciones híbridas que serán cada vez más impactantes a medida que las tecnologías cuánticas amplíen. La cuántica y la IA tendrán el primer impacto significativo en los descubrimientos científicos, y los investigadores de Microsoft han demostrado el potencial de avance de esta integración. Este trabajo solo ha sido posible gracias a nuestra larga y estrecha colaboración con Quantinuum, una empresa que se mantiene a la vanguardia de la computación cuántica.
Pueden obtener más información sobre los cúbits lógicos mejorados de hoy y los detalles técnicos sobre esta simulación química en nuestro blog Microsoft y Quantinuum crean 12 cúbits lógicos y demuestran una simulación química híbrida de extremo a extremo.
Anunciamos una nueva oferta comercial con Atom Computing
Por último, en colaboración con Atom Computing, estamos entusiasmados de traer una nueva generación de hardware cuántico confiable a los clientes. Al unir el sistema mejorado de virtualización de bits de Microsoft con el hardware de átomo neutro de Atom Computing, hemos generado en conjunto qubits lógicos y optimizamos el sistema para permitir una computación cuántica confiable. Juntos, creemos que esta nueva oferta comercial será la máquina cuántica más poderosa del mundo registrada y se ampliará hasta obtener ventajas científicas y más allá.
El hardware de Atom Computing combina de manera única capacidades esenciales para expandir la corrección de errores cuánticos, incluido un gran número de qubits de alta fidelidad, conectividad de qubits todo a todo, tiempos de coherencia prolongados y mediciones de circuito medio con restablecimiento y reutilización de qubits. La compañía construye sistemas de segunda generación con más de 1.200 qubits físicos y planea aumentar el número de qubits físicos diez veces con cada nueva generación de hardware. Al aplicar los protocolos de tolerancia a errores de última generación de Microsoft en una arquitectura de cúbits diferente, nuestra plataforma de cómputo Azure Quantum puede ofrecer un espectro de los mejores qubits lógicos de su clase en múltiples plataformas de hardware, lo que proporciona flexibilidad y garantiza las inversiones futuras de nuestros clientes.
Nuestra colaboración con Atom Computing tiene como objetivo integrar estas capacidades con Azure Elements, nuestra plataforma en la nube con diseño especial que ofrece una escala de computación diferenciada, modelos de IA de última generación para simulaciones de química y ciencia de materiales y Copilot. Nuestro objetivo es empoderar a los gobiernos y organizaciones para abordar problemas científica y relevantes a nivel comercial con las soluciones computacionales más avanzadas de la actualidad, incluido el diseño y la predicción de propiedades de productos químicos y materiales, la exploración de interacciones moleculares y la simulación de reacciones químicas complejas. Además, queremos ayudar a impulsar un ecosistema listo para la cuántica, al proporcionar las herramientas críticas necesarias para la adopción comercial de estas tecnologías que pueden ayudar a desarrollar experiencia cuántica y crear una nueva demanda de empleos.
Estamos entusiasmados de acelerar las capacidades cuánticas de Atom Computing con Microsoft como nuestro socio. Creemos que esta colaboración nos posiciona de manera única para escalar y ser los primeros en alcanzar la ventaja cuántica científica. Nuestra tecnología de átomo neutro es una base ideal para las capacidades líderes de virtualización de qubits de Microsoft, y esperamos permitir que las aplicaciones cuánticas de vanguardia y tolerantes a fallos utilicen la mejor plataforma del mundo.
— Ben Bloom, PhD, fundador y director ejecutivo de Atom Computing
Empoderar a los clientes con lo mejor de la cuántica y la IA
En Microsoft, queremos permitir que los profesionales desbloqueen una nueva generación de aplicaciones que aprovechen las fortalezas complementarias de la cuántica, la supercomputación clásica y la IA, todas conectadas en la nube de Azure.
Seguimos comprometidos con el logro de la cuántica a escala para que podamos resolver problemas significativos a nivel comercial, que son demasiado complejos para las computadoras clásicas. Como empresa de plataforma, es fundamental que sigamos con las inversiones en el ecosistema cuántico y con la colaboración con líderes de la industria como Quantinuum, Atom Computing, Photonic y otros para avanzar y escalar las capacidades cuánticas. Además de nuestras colaboraciones con la industria, también nos centramos en nuestra propia innovación con un enfoque topológico basado en qubits.
Este enfoque ofrece un camino único para la ampliación, con velocidades de reloj rápidas, control digital y mucho más. Además, una computadora cuántica topológica podría controlar más de un millón de qubits físicos en un solo chip, con la capacidad de procesar información más rápido que otros tipos de qubits. Nuestro equipo de Azure Quantum demostró con anterioridad la viabilidad de este enfoque, y esperamos escalarlo al nivel de la supercomputación cuántica.
Azure es el lugar donde se reúne toda esta innovación. Para más información sobre los anuncios de hoy:
- Lean el blog técnico Microsoft y Quantinuum crean 12 qubits lógicos y demuestran una simulación química híbrida de extremo a extremo.
- Regístrense en la próxima serie Microsoft Quantum Innovator sobre cómo la cuántica y la IA pueden desbloquear una nueva generación de aplicaciones híbridas para la ciencia.
- Obtengan las últimas noticias y anuncios de Azure Quantum.