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IBM Destapa Las Computadoras Cuánticas Universales

IBM construye primeras computadoras cuánticas universales para aplicaciones empresariales y científicas.


• Lanza API para que los desarrolladores puedan construir interfaces entre computadoras cuánticas y computadoras clásicas.
• Junto con Watson y Blockchain, la computación cuántica ofrecerá un conjunto de potentes servicios sobre la plataforma de nube IBM Cloud.

 anunció una iniciativa pionera en la industria para construir sistemas de computación cuántica universal comercialmente disponibles. Los sistemas y servicios cuánticos “IBM Q” se entregarán mediante la plataforma IBM Cloud.

Mientras las tecnologías que actualmente se ejecutan en computadoras clásicas, como Watson, pueden ayudar a encontrar patrones y conocimientos inmersos en vastas cantidades de datos existentes, las computadoras cuánticas entregarán soluciones a problemas importantes en los que los patrones no son visibles porque los datos no existen y las posibilidades que hay que explorar para llegar a la respuesta son demasiado grandes para ser procesadas por las computadoras clásicas.IBM además anunció:

  • El lanzamiento de una nueva API (Application Program Interface) para IBM Quantum Experience, que permite a desarrolladores y programadores comenzar a construir interfaces entre las computadoras cuánticas basadas sobre la nube con bits cuánticos (qubit) y las computadoras clásicas, sin necesitar profundos conocimientos en física cuántica.
  • El lanzamiento de un simulador actualizado en IBM Quantum Experience que puede modelar circuitos con hasta 20 qubits. En la primera mitad de 2017, IBM planea lanzar un SDK (Software Development Kit) completo en IBM Quantum Experience para que los usuarios puedan construir aplicaciones cuánticas simples y programas de software.

IBM Quantum Experience permite conectarse con el procesador cuántico de IBM a través de IBM Cloud, para ejecutar algoritmos y experimentos, trabajar con los bits cuánticos individuales y explorar tutoriales y simulaciones en torno a lo que sería posible con la computación cuántica.

“IBM ha invertido durante décadas en el desarrollo y crecimiento del campo de la computación cuántica y estamos comprometidos a expandir el acceso a los sistemas cuánticos y sus potentes capacidades para las comunidades científica y empresarial,” manifestó Arvind Krishna, vicepresidente senior de IBM Hybrid Cloud y director de IBM Research. “Después de Watson y Blockchain, creemos que la computación cuántica proporcionará un próximo conjunto de servicios muy potentes viabilizados mediante la plataforma IBM Cloud, y promete ser la siguiente gran tecnología con el potencial de impulsar una nueva era de innovación en las industrias”.

IBM tiene intención de construir sistemas IBM Q para expandir el dominio de aplicación de la computación cuántica. Una métrica clave será la potencia de una computadora cuántica expresada por el “Volumen Cuántico”, que incluye la cantidad de qubits, calidad de operaciones cuánticas, conectividad de qubit y paralelismo. Como primer paso para incrementar el Volumen Cuántico, IBM pretende construir sistemas IBM Q comerciales con ~50 qubits en los próximos años para demostrar capacidades más allá de los sistemas clásicos actuales, y planea colaborar con aliados clave de la industria para desarrollar aplicaciones que aprovechen la velocidad cuántica de los sistemas.

Los sistemas IBM Q serán diseñados para abordar problemas que actualmente son considerados demasiado complejos y exponenciales en su naturaleza como para que los manejen los sistemas de cómputo clásicos. Entre las primeras y más prometedoras aplicaciones de la computación cuántica se encuentra el área de la química. Para una molécula simple como la de cafeína, la cantidad de estados cuánticos en las moléculas puede ser asombrosamente grande; tanto que toda la memoria computacional convencional y el poder de procesamiento que los científicos podrían llegar a construir, no alcanzaría para manejar el problema.

Los científicos de IBM han desarrollado técnicas para explorar de manera eficiente la simulación de los problemas químicos en procesadores cuánticos (https://arxiv.org/abs/1701.08213 y https://arxiv.org/abs/1612.02058) y ya están en marcha demostraciones experimentales de diversas moléculas. En el futuro, el objetivo será aumentar la escala a moléculas incluso más complejas y tratar de predecir las propiedades químicas con mayor precisión que la actualmente posible con computadoras clásicas.

Las aplicaciones futuras de la computación cuántica podrían incluir:

  • Descubrimiento de drogas y materiales: desentrañar la complejidad de las interacciones moleculares y químicas que permitan descubrir nuevos medicamentos y materiales.
  • Cadena de suministro y logística: encontrar el camino óptimo en los sistemas de sistemas globales para cadenas de suministro y logística ultra-eficientes, como optimización de operaciones de flota para entregas en la temporada alta de fin de año.
  • Servicios financieros: encontrar nuevas formas de modelar datos financieros y aislar factores de riesgo global clave para hacer mejores inversiones.
  • Inteligencia artificial: hacer que ciertas facetas de la inteligencia artificial, como el aprendizaje de máquina, sean mucho más potentes cuando los conjuntos de datos pueden ser demasiado grandes, como la búsqueda de imágenes o video.
  • Seguridad de Nube: hacer que la computación en la nube sea más segura, utilizando las leyes de la física cuántica para mejorar la seguridad de los datos privados.

“Las computadoras clásicas son extraordinariamente potentes y seguirán avanzando y siendo el sostén de todo lo que hacemos en los negocios y la sociedad. Pero hay muchos problemas que una computadora clásica nunca podría penetrar. Para crear conocimiento a partir de mayores niveles de complejidad, necesitamos una computadora cuántica”, comentó Tom Rosamilia, vicepresidente senior de IBM Systems. “Nuestra visión es que los sistemas IBM Q trabajen concertadamente con nuestro portafolio de sistemas clásicos de alto desempeño para abordar problemas que actualmente son irresolubles pero tienen un tremendo valor inexplotado”.

La hoja de ruta de IBM para aumentar la escala a las computadoras cuánticas prácticas se basa sobre un enfoque holístico que apunta a promover todos los componentes del sistema. IBM aprovechará su profundo conocimiento y especialización en qubits superconductores, la integración de sistemas complejos de alto desempeño y procesos de nanofabricación escalables de la industria de semiconductores para contribuir al avance de las capacidades mecánicas cuánticas. Además, las herramientas y el entorno de software que se desarrollen contarán con el apoyo de matemáticos, científicos de computación e ingenieros de software y sistemas de clase mundial de IBM.

“Tal como dijo Richard Feynman, en 1981, si quieres hacer una simulación de la naturaleza, es mejor que sea mecánica cuántica, y por supuesto es un problema maravilloso, porque no parece tan fácil. Esta innovadora tecnología tiene el potencial de lograr avances transformacionales en ciencia básica, desarrollo de materiales, investigación ambiental y energética, las cuales son el eje central de las misiones del Departamento de Energía (DOE)”, indicó Steve Binkley, subdirector de Ciencia del Departamento de Energía de Estados Unidos. “Los laboratorios nacionales del DOE siempre han estado a la vanguardia de nueva innovación y esperamos trabajar con IBM para explorar las aplicaciones de sus nuevos sistemas cuánticos”.

El Ecosistema IBM Q crece

IBM cree que la colaboración e interacción con desarrolladores, programadores y universidades será esencial para el desarrollo y la evolución de sus sistemas de computación cuántica.

Desde su lanzamiento hace menos de un año, aproximadamente 40 mil usuarios han realizado más de 275 mil experimentos en IBM Quantum Experience. Se ha convertido en una herramienta de capacitación para científicos en más de 100 países y a la fecha, se han publicado 15 artículos de investigación independientes en arXiv, y cinco de estos en reconocidas revistas científicas, sobre la base de experimentos en Quantum Experience.

IBM ha trabajado con instituciones académicas, como el MIT y el Institute for Quantum Computing at the University of Waterloo, para aprovechar la IBM Quantum Experience como herramienta educativa para los estudiantes. En colaboración con la European Physical Society, IBM Research – Zurich recientemente recibió a estudiantes en un seminario de día completo, en el que se enseñó a experimentar con qubits utilizando la IBM Quantum Experience.

“Para que la utilidad de la computación cuántica se pueda aprovechar se necesitará experiencia directa con computadoras cuánticas reales”, comentó Isaac Chuang, profesor de física y profesor de ingeniería electrónica y ciencia de la computación en el MIT.  “En el semestre de otoño (boreal) de 2016 del curso Ciencia Informática Cuántica II MITx, incluimos en el programa online el IBM Quantum Experience para más de 1800 participantes de todo el mundo. Pudieron hacer experimentos en el procesador cuántico de IBM y probar ellos mismos los principios y las teorías de la computación cuántica que estaban aprendiendo”.

Además de trabajar con desarrolladores y universidades, IBM colabora con aliados industriales para explorar las aplicaciones potenciales de las computadoras cuánticas. Toda organización interesada en colaborar para explorar las aplicaciones cuánticas puede solicitar asociarse al IBM Research Frontiers Institute, un consorcio que desarrolla y comparte una cartera de tecnologías de computación revolucionarias y evalúa sus implicancias en el plano empresarial. Los miembros fundadores del Frontiers Institute incluyen a Samsung, JSR, Honda, Canon, Hitachi Metals y Nagase.

“Invertimos significativamente en Investigación y Desarrollo, y tenemos un fuerte interés por ver cómo las tecnologías emergentes, tales como la computación cuántica, impactarán en el futuro de la manofactura”, señaló Nobu Koshiba, Presidente de JSR, una compañía líder de química y materiales en Japón. “Las innovaciones que generamos van desde goma sintética para neumáticos hasta materiales de semiconductores y pantallas, junto con productos en los sectores de las ciencias de vida, energía y medioambiente. Al tener exposición a cómo la computación cuántica puede proporcionar nueva capacidad de cómputo para acelerar el descubrimiento de materiales, creemos que la tecnología podría tener un impacto duradero en nuestra industria y específicamente en nuestra capacidad de proporcionar soluciones a nuestros clientes”.

Para más información sobre los esfuerzos de computación cuántica universal de IBM, visite: www.ibm.com/ibmq.

Por más información sobre Sistemas IBM, visite: www.ibm.com/systems.

IBM está desarrollando las especificaciones para su nueva Quantum API disponible en GitHub y proporcionando scripts simples para demostrar cómo funciona.

IBM anunció una iniciativa pionera en la industria para construir sistemas de computación cuántica universal comercialmente disponibles. Los sistemas y servicios cuánticos “IBM Q” se entregarán mediante la plataforma IBM Cloud.

Mientras las tecnologías que actualmente se ejecutan en computadoras clásicas, como Watson, pueden ayudar a encontrar patrones y conocimientos inmersos en vastas cantidades de datos existentes, las computadoras cuánticas entregarán soluciones a problemas importantes en los que los patrones no son visibles porque los datos no existen y las posibilidades que hay que explorar para llegar a la respuesta son demasiado grandes para ser procesadas por las computadoras clásicas.

IBM además anunció:

  • El lanzamiento de una nueva API (Application Program Interface) para IBM Quantum Experience, que permite a desarrolladores y programadores comenzar a construir interfaces entre las computadoras cuánticas basadas sobre la nube con bits cuánticos (qubit) y las computadoras clásicas, sin necesitar profundos conocimientos en física cuántica.
  • El lanzamiento de un simulador actualizado en IBM Quantum Experience que puede modelar circuitos con hasta 20 qubits. En la primera mitad de 2017, IBM planea lanzar un SDK (Software Development Kit) completo en IBM Quantum Experience para que los usuarios puedan construir aplicaciones cuánticas simples y programas de software.

IBM Quantum Experience permite conectarse con el procesador cuántico de IBM a través de IBM Cloud, para ejecutar algoritmos y experimentos, trabajar con los bits cuánticos individuales y explorar tutoriales y simulaciones en torno a lo que sería posible con la computación cuántica.

“IBM ha invertido durante décadas en el desarrollo y crecimiento del campo de la computación cuántica y estamos comprometidos a expandir el acceso a los sistemas cuánticos y sus potentes capacidades para las comunidades científica y empresarial,” manifestó Arvind Krishna, vicepresidente senior de IBM Hybrid Cloud y director de IBM Research. “Después de Watson y Blockchain, creemos que la computación cuántica proporcionará un próximo conjunto de servicios muy potentes viabilizados mediante la plataforma IBM Cloud, y promete ser la siguiente gran tecnología con el potencial de impulsar una nueva era de innovación en las industrias”.

IBM tiene intención de construir sistemas IBM Q para expandir el dominio de aplicación de la computación cuántica. Una métrica clave será la potencia de una computadora cuántica expresada por el “Volumen Cuántico”, que incluye la cantidad de qubits, calidad de operaciones cuánticas, conectividad de qubit y paralelismo. Como primer paso para incrementar el Volumen Cuántico, IBM pretende construir sistemas IBM Q comerciales con ~50 qubits en los próximos años para demostrar capacidades más allá de los sistemas clásicos actuales, y planea colaborar con aliados clave de la industria para desarrollar aplicaciones que aprovechen la velocidad cuántica de los sistemas.

Los sistemas IBM Q serán diseñados para abordar problemas que actualmente son considerados demasiado complejos y exponenciales en su naturaleza como para que los manejen los sistemas de cómputo clásicos. Entre las primeras y más prometedoras aplicaciones de la computación cuántica se encuentra el área de la química. Para una molécula simple como la de cafeína, la cantidad de estados cuánticos en las moléculas puede ser asombrosamente grande; tanto que toda la memoria computacional convencional y el poder de procesamiento que los científicos podrían llegar a construir, no alcanzaría para manejar el problema.

Los científicos de IBM han desarrollado técnicas para explorar de manera eficiente la simulación de los problemas químicos en procesadores cuánticos (https://arxiv.org/abs/1701.08213 y https://arxiv.org/abs/1612.02058) y ya están en marcha demostraciones experimentales de diversas moléculas. En el futuro, el objetivo será aumentar la escala a moléculas incluso más complejas y tratar de predecir las propiedades químicas con mayor precisión que la actualmente posible con computadoras clásicas.

Las aplicaciones futuras de la computación cuántica podrían incluir:

  • Descubrimiento de drogas y materiales: desentrañar la complejidad de las interacciones moleculares y químicas que permitan descubrir nuevos medicamentos y materiales.
  • Cadena de suministro y logística: encontrar el camino óptimo en los sistemas de sistemas globales para cadenas de suministro y logística ultra-eficientes, como optimización de operaciones de flota para entregas en la temporada alta de fin de año.
  • Servicios financieros: encontrar nuevas formas de modelar datos financieros y aislar factores de riesgo global clave para hacer mejores inversiones.
  • Inteligencia artificial: hacer que ciertas facetas de la inteligencia artificial, como el aprendizaje de máquina, sean mucho más potentes cuando los conjuntos de datos pueden ser demasiado grandes, como la búsqueda de imágenes o video.
  • Seguridad de Nube: hacer que la computación en la nube sea más segura, utilizando las leyes de la física cuántica para mejorar la seguridad de los datos privados.

“Las computadoras clásicas son extraordinariamente potentes y seguirán avanzando y siendo el sostén de todo lo que hacemos en los negocios y la sociedad. Pero hay muchos problemas que una computadora clásica nunca podría penetrar. Para crear conocimiento a partir de mayores niveles de complejidad, necesitamos una computadora cuántica”, comentó Tom Rosamilia, vicepresidente senior de IBM Systems. “Nuestra visión es que los sistemas IBM Q trabajen concertadamente con nuestro portafolio de sistemas clásicos de alto desempeño para abordar problemas que actualmente son irresolubles pero tienen un tremendo valor inexplotado”.

La hoja de ruta de IBM para aumentar la escala a las computadoras cuánticas prácticas se basa sobre un enfoque holístico que apunta a promover todos los componentes del sistema. IBM aprovechará su profundo conocimiento y especialización en qubits superconductores, la integración de sistemas complejos de alto desempeño y procesos de nanofabricación escalables de la industria de semiconductores para contribuir al avance de las capacidades mecánicas cuánticas. Además, las herramientas y el entorno de software que se desarrollen contarán con el apoyo de matemáticos, científicos de computación e ingenieros de software y sistemas de clase mundial de IBM.

“Tal como dijo Richard Feynman, en 1981, si quieres hacer una simulación de la naturaleza, es mejor que sea mecánica cuántica, y por supuesto es un problema maravilloso, porque no parece tan fácil. Esta innovadora tecnología tiene el potencial de lograr avances transformacionales en ciencia básica, desarrollo de materiales, investigación ambiental y energética, las cuales son el eje central de las misiones del Departamento de Energía (DOE)”, indicó Steve Binkley, subdirector de Ciencia del Departamento de Energía de Estados Unidos. “Los laboratorios nacionales del DOE siempre han estado a la vanguardia de nueva innovación y esperamos trabajar con IBM para explorar las aplicaciones de sus nuevos sistemas cuánticos”.

El Ecosistema IBM Q crece

IBM cree que la colaboración e interacción con desarrolladores, programadores y universidades será esencial para el desarrollo y la evolución de sus sistemas de computación cuántica.

Desde su lanzamiento hace menos de un año, aproximadamente 40 mil usuarios han realizado más de 275 mil experimentos en IBM Quantum Experience. Se ha convertido en una herramienta de capacitación para científicos en más de 100 países y a la fecha, se han publicado 15 artículos de investigación independientes en arXiv, y cinco de estos en reconocidas revistas científicas, sobre la base de experimentos en Quantum Experience.

IBM ha trabajado con instituciones académicas, como el MIT y el Institute for Quantum Computing at the University of Waterloo, para aprovechar la IBM Quantum Experience como herramienta educativa para los estudiantes. En colaboración con la European Physical Society, IBM Research – Zurich recientemente recibió a estudiantes en un seminario de día completo, en el que se enseñó a experimentar con qubits utilizando la IBM Quantum Experience.

“Para que la utilidad de la computación cuántica se pueda aprovechar se necesitará experiencia directa con computadoras cuánticas reales”, comentó Isaac Chuang, profesor de física y profesor de ingeniería electrónica y ciencia de la computación en el MIT.  “En el semestre de otoño (boreal) de 2016 del curso Ciencia Informática Cuántica II MITx, incluimos en el programa online el IBM Quantum Experience para más de 1800 participantes de todo el mundo. Pudieron hacer experimentos en el procesador cuántico de IBM y probar ellos mismos los principios y las teorías de la computación cuántica que estaban aprendiendo”.

Además de trabajar con desarrolladores y universidades, IBM colabora con aliados industriales para explorar las aplicaciones potenciales de las computadoras cuánticas. Toda organización interesada en colaborar para explorar las aplicaciones cuánticas puede solicitar asociarse al IBM Research Frontiers Institute, un consorcio que desarrolla y comparte una cartera de tecnologías de computación revolucionarias y evalúa sus implicancias en el plano empresarial. Los miembros fundadores del Frontiers Institute incluyen a Samsung, JSR, Honda, Canon, Hitachi Metals y Nagase.

“Invertimos significativamente en Investigación y Desarrollo, y tenemos un fuerte interés por ver cómo las tecnologías emergentes, tales como la computación cuántica, impactarán en el futuro de la manofactura”, señaló Nobu Koshiba, Presidente de JSR, una compañía líder de química y materiales en Japón. “Las innovaciones que generamos van desde goma sintética para neumáticos hasta materiales de semiconductores y pantallas, junto con productos en los sectores de las ciencias de vida, energía y medioambiente. Al tener exposición a cómo la computación cuántica puede proporcionar nueva capacidad de cómputo para acelerar el descubrimiento de materiales, creemos que la tecnología podría tener un impacto duradero en nuestra industria y específicamente en nuestra capacidad de proporcionar soluciones a nuestros clientes”.

Para más información sobre los esfuerzos de computación cuántica universal de IBM, visite: www.ibm.com/ibmq.

Por más información sobre Sistemas IBM, visite: www.ibm.com/systems.

IBM está desarrollando las especificaciones para su nueva Quantum API disponible en GitHub y proporcionando scripts simples para demostrar cómo funciona.

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