IBM apresenta a primeira arquitetura de supercomputação centrada em quântica da indústria

A IBM revelou a primeira arquitetura de referência publicada para supercomputação centrada em quântica, delineando como a computação quântica pode ser integrada em ambientes de supercomputação modernos.

Os computadores quânticos estão avançando para simulações úteis de sistemas quânticos complexos, com algoritmos híbridos emergentes já entregando resultados significativos em áreas como química e ciência dos materiais.

No entanto, a sua capacidade de enfrentar problemas científicos de grande escala continua limitada pela sua separação da infraestrutura de supercomputação clássica, que ainda requer movimentação manual de dados e coordenação entre sistemas quânticos e clássicos.

Para enfrentar este desafio, a IBM propõe um plano de supercomputação centrado em quântica que integra processadores quânticos (QPUs) com GPUs e CPUs em sistemas locais, centros de pesquisa e plataformas na nuvem, permitindo que diferentes tecnologias de computação trabalhem juntas em problemas além do alcance de sistemas individuais.

A arquitetura une tecnologias quânticas e clássicas num ambiente de computação unificado, combinando hardware quântico com recursos clássicos, incluindo clusters de CPU e GPU, redes de alta velocidade e armazenamento partilhado, para suportar cargas de trabalho intensivas e desenvolvimento de algoritmos.

Cientistas da IBM delineiam um roteiro em três fases para este modelo: primeiro, integrar QPUs como aceleradores em ambientes de computação de alto desempenho (HPC) existentes; depois, desenvolver plataformas heterogéneas com middleware que abstraem a complexidade do sistema para os utilizadores; e, por fim, criar sistemas quânticos-clássicos totalmente co-otimizados, projetados para fluxos de trabalho de ponta a ponta.

Com esta base, a IBM possibilita fluxos de trabalho coordenados que abrangem tanto a computação quântica quanto a clássica.

Orquestração integrada e frameworks de software abertos, incluindo Qiskit, permitem que desenvolvedores e cientistas acessem capacidades quânticas através de ferramentas de desenvolvimento familiares, ajudando a expandir aplicações de computação quântica para áreas como química, ciência dos materiais e otimização.

“Os processadores quânticos de hoje começam a enfrentar as partes mais difíceis dos problemas científicos — aqueles governados pela mecânica quântica na química,” disse Jay Gambetta, Diretor de Pesquisa da IBM e Fellow da IBM.

“O futuro está na supercomputação centrada em quântica, onde processadores quânticos trabalham junto com a computação de alto desempenho clássica para resolver problemas que antes estavam fora de alcance. A IBM está construindo a tecnologia e os sistemas que tornam este futuro da computação uma realidade hoje,” afirmou.