AMD e IBM combinarán EPYC, Instinct y 120 cúbits para investigar la corrección de errores cuánticos

AMD participa con IBM y Oak Ridge National Laboratory en una plataforma de investigación que combinará ordenadores cuánticos y sistemas de computación clásica. El proyecto se centra en estudiar la corrección de errores y los mecanismos necesarios para coordinar ambos tipos de máquinas.

La primera instalación reunirá un IBM Quantum Nighthawk de 120 cúbits con Umbra, un sistema de cálculo basado en procesadores AMD EPYC de quinta generación y aceleradores Instinct MI355X. El objetivo es disponer de un entorno compartido en el que los investigadores puedan probar el hardware, el software y los procesos de trabajo antes de trasladarlos a sistemas mayores.

Los errores cuánticos también necesitan cálculo clásico

Los cúbits son sensibles a perturbaciones que pueden alterar la información con la que trabaja el ordenador. Corregir esos errores exige recoger medidas e interpretarlas durante la ejecución. Una parte de ese procesamiento corresponde a equipos clásicos, que deben devolver los resultados con la rapidez que necesita el sistema cuántico.

El trabajo del proyecto abarca esa comunicación y la coordinación del conjunto. No basta con conectar dos ordenadores capaces de realizar cálculos diferentes: hay que determinar qué información se intercambia, cuándo se procesa y cómo se utiliza para continuar una operación.

IBM aportará su tecnología cuántica, Oak Ridge su entorno de investigación científica y AMD los componentes clásicos y el software con el que enlazarlos. La plataforma servirá para evaluar estas decisiones de forma conjunta.

La corrección de errores también explica por qué los 120 cúbits del Nighthawk no deben presentarse como 120 cúbits lógicos disponibles para una aplicación. Los primeros son los elementos físicos del procesador. Los cúbits lógicos se construyen mediante esquemas que utilizan recursos físicos para proteger la información frente a errores.

EPYC, Instinct y Versal tienen funciones diferentes

AMD distribuye las tareas clásicas entre varias familias de productos. Los procesadores EPYC se ocupan de la coordinación y del cálculo de propósito general. Su función incluye organizar las operaciones de un sistema en el que intervienen recursos con requisitos distintos.

Los aceleradores Instinct aportan capacidad de procesamiento paralelo para simulaciones y otros cálculos científicos vinculados al trabajo cuántico. Esto permite utilizar GPU en las partes de una investigación que pueden ejecutarse en hardware clásico.

La compañía también sitúa sus SoC adaptativos Versal en el control, la lectura y la decodificación de baja latencia. Estas operaciones tienen exigencias de tiempo diferentes a las de una simulación científica que puede durar mucho más. Dentro del mismo entorno hay tareas que necesitan capacidad de cálculo y otras que dependen especialmente de la rapidez de respuesta.

ROCm aparece como parte del software con el que AMD pretende conectar las aplicaciones de HPC e inteligencia artificial con su hardware. La plataforma de investigación permitirá estudiar cómo encajan esos componentes con los sistemas cuánticos de IBM y con los procesos utilizados por los investigadores.

Un entorno de pruebas antes de ampliar la infraestructura

La colaboración plantea un desarrollo conjunto de hardware y software. Los resultados obtenidos en una parte del sistema pueden obligar a cambiar otra: un esquema de corrección necesita recursos de decodificación, y sus tiempos de ejecución condicionan la comunicación con el procesador cuántico.

IBM describe acceso a funciones de control y medida que permitirán estudiar esos intercambios. Entre ellas figuran medidas durante la ejecución y mecanismos de respuesta que utilizan sus resultados para decidir los siguientes pasos. Son capacidades relacionadas con el control del cálculo, no una promesa de rendimiento para cualquier aplicación.

Los socios prevén conectar la plataforma con la infraestructura de Oak Ridge Leadership Computing Facility. AMD también menciona su relación futura con Lux, el sistema de supercomputación anunciado para Oak Ridge. Esa conexión forma parte de los planes del proyecto y no debe darse por completada.

El programa se sitúa en el trabajo para desarrollar sistemas cuánticos con corrección de errores durante los próximos años, incluido el horizonte de 2028 citado por los participantes. El anuncio presenta una infraestructura de investigación: todavía no aporta resultados que demuestren una ventaja cuántica obtenida mediante la combinación de Nighthawk y Umbra.

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