NVIDIA amplió su plataforma abierta CUDA-Q con CUDA-Q Logical, una nueva capa de orquestación destinada al desarrollo de aplicaciones para computadores cuánticos tolerantes a fallos. La herramienta permite trabajar con algoritmos, códigos de corrección de errores y distintas arquitecturas de hardware dentro de un flujo programable y verificable.
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CUDA-Q Logical aborda el trabajo con cúbits lógicos
Los sistemas tolerantes a fallos dependen de cúbits lógicos capaces de compensar los errores presentes en los cúbits físicos, pero modificar un algoritmo, un esquema de corrección de errores o la arquitectura de una QPU puede alterar los recursos necesarios para ejecutar una aplicación. CUDA-Q Logical permite modelar estos componentes y cambiar entre diferentes configuraciones para evaluar su comportamiento antes de disponer del hardware definitivo.
La plataforma ya está siendo utilizada por organizaciones como Fermilab, Infleqtion, IQM Quantum Computers, QCDesign, Quantum Motion y Sandia National Laboratories. NVIDIA también informó que Iceberg Quantum modeló con CUDA-Q Logical una arquitectura para los cúbits de Diraq que permitiría obtener 1.000 cúbits lógicos a partir de 150.000 cúbits físicos, aproximadamente diez veces menos que estimaciones anteriores de Diraq.
Timothy Costa, VP y gerente general de computación cuántica de NVIDIA, explicó el objetivo de incorporar esta nueva capa a CUDA-Q.
“La computación cuántica está entrando en una era de cúbits lógicos [...] La incorporación de CUDA-Q Logical proporciona la capacidad y flexibilidad para explorar sistemas totalmente integrados y cooptimizados, independientemente del tipo de cúbit y la arquitectura”.
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Fermilab reduce de cinco meses a tres semanas sus pruebas
Investigadores de Fermilab emplearon CUDA-Q Logical para validar resultados previos y analizar requisitos de cúbits físicos, tiempos de ejecución y diferentes métodos de corrección de errores. Según el laboratorio, un proceso que normalmente habría requerido cerca de cinco meses pudo realizarse en tres semanas.
Anna Grassellino, directora de tecnología de Fermilab y directora del Superconducting Quantum Materials and Systems Center, detalló el trabajo realizado por el equipo.
“La computación cuántica tolerante a fallos es el camino para abrir nuevos descubrimientos científicos [...] Utilizando CUDA-Q Logical, nuestro equipo exploró combinaciones de estos recursos en solo tres semanas, frente a lo que normalmente habría requerido unos cinco meses de construcción de infraestructura especializada”.
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QUOPS incorpora una métrica independiente para sistemas cuánticos
CUDA-Q también incorpora una implementación de referencia de QUOPS, un benchmark desarrollado por Sandia National Laboratories para medir el avance de sistemas cuánticos hacia aplicaciones tolerantes a fallos a escala práctica. A diferencia de métricas centradas únicamente en cantidad de cúbits físicos, fidelidad o tiempos de coherencia, QUOPS busca evaluar las capacidades necesarias para ejecutar cargas de trabajo completas.
Sandia publicó resultados preliminares obtenidos con QPU de Google, IBM y Quantinuum antes de IEEE Quantum Week. CUDA-Q Logical y la implementación de referencia de QUOPS ya se encuentran disponibles mediante repositorios públicos en GitHub.
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