IBM presentó la primera arquitectura de referencia para supercomputación cuántico-céntrica de la industria, un nuevo plan para integrar la computación cuántica en los entornos de supercomputación modernos. La arquitectura muestra cómo los procesadores cuánticos pueden funcionar junto a las GPU y las CPU (en sistemas locales, centros de investigación y en la nube) para abordar los desafíos científicos que ningún enfoque de cómputo puede resolver por sí solo.

Diseñada para las cargas de trabajo actuales y construida para evolucionar con el tiempo, la arquitectura reúne sistemas cuánticos y clásicos en un entorno de cómputo unificado. Combina hardware cuántico con una infraestructura clásica, incluyendo clústeres de CPU y GPU, redes de alta velocidad y almacenamiento compartido, para soportar las cargas de trabajo computacionalmente intensivas e investigación de algoritmos.

Sobre esta base, el enfoque de IBM permite flujos de trabajo coordinados que abarcan la computación cuántica y la clásica. La orquestación integrada y los marcos de software abiertos, incluyendo Qiskit, permiten que los desarrolladores y científicos accedan a las capacidades cuánticas usandolas herramientas y flujos de trabajo que ya conocen, lo que facilita aplicar la computación cuántica a problemas en áreas como la química, la ciencia de los materiales y la optimización.

Los científicos ya están utilizando la arquitectura cuántico-céntrica de IBM para entregar resultados precisos para experimentos reales. Los resultados recientes representan una de las pruebas más sólidas hasta el momento de que las computadoras cuánticas combinadas con flujos de trabajo de computación clásica pueden usarse para acelerar el descubrimiento científico:

• Investigadores de IBM, la Universidad de Manchester, la Universidad de Oxford, ETH Zurich, EPFL y la Universidad de Ratisbona crearon una molécula de medio Möbius, la primera de su tipo, verificando su inusual estructura electrónica con una supercomputadora centrada en lo cuántico publicada en Science.
• Cleveland Clinic simuló una mini proteína303 átomos llamada tryptophan‑cage, uno de los modelos moleculares más grandes jamás ejecutados en una supercomputadora cuántico-céntrica.
• Un equipo de IBM, RIKEN y la Universidad de Chicago descubrió el estado de menor energía de los sistemas cuánticos, superando los enfoques clásicos de última generación.
• Los científicos de RIKEN e IBM lograron una de las simulaciones cuánticas más grandes de cúmulos de hierro-azufre, una molécula fundamental en biología y química, a través del intercambio continuo de datos entre un procesador IBM Quantum Heron y los 152.064 nodos de cómputo clásicos de la supercomputadora Fugaku de RIKEN, ubicados en el mismo lugar.
• Algorithmiq, Trinity y colaboradores de IBM publicaron en Nature Physics métodos para simular con precisión sistemas de caos cuántico de muchos cuerpos, como colecciones de átomos y electrones, utilizando recursos computacionales clásicos para mitigar el ruido.

Estos resultados confirman la capacidad de las computadoras cuánticas de IBM para aportar valor a los problemas científicos.

A medida que surgen nuevos algoritmos centrados en lo cuántico, el ecosistema global de clientes y socios de IBM seguirá evolucionando esta arquitectura para apoyar recursos, redes y capacidades de software más sofisticados. Por ejemplo, IBM y el Instituto Politécnico Rensselaer están mejorando la forma en que los flujos de trabajo se pueden programar y orquestar en recursos informáticos cuánticos y de alto rendimiento sin interrupciones. Implementar nuevos algoritmos sobre esta arquitectura en desarrollo impulsará la próxima ola de aplicaciones en química, ciencia de materiales, optimización y más, preparándolas para escalar de manera exponencial.