¿Quién llegará primero?: se acelera la carrera entre IBM, Microsoft y Google por la computación cuántica

La computación cuántica es el próximo "El Dorado", aquella ciudad legendaria supuestamente hecha de oro ubicada en América, hacia la cual corren gigantes tecnológicos de la talla de IBM, Microsoft y Google.

IBM anunció este mes un nuevo hito en su hoja de ruta de computación cuántica, al alcanzar el mayor volumen cuántico de la compañía. Combinando una serie de nuevas técnicas de software y hardware para mejorar el desempeño global, IBM ha actualizado uno de sus más nuevos sistemas implementados por cliente de 27 qubits, para alcanzar un volumen cuántico de 64. La compañía ha puesto a disposición en total 28 computadoras cuánticas durante los últimos cuatro años a través de IBM Quantum Experience. 

Para lograr una ventaja cuántica, el punto en que ciertas tareas de procesamiento de información pueden realizarse en forma más eficaz o con mayor eficiencia de costos en una computadora cuántica versus una clásica, se requerirán mejores circuitos cuánticos, los bloques de construcción de aplicaciones cuánticas.

El volumen cuántico mide la longitud y complejidad de los circuitos: cuanto mayor es el volumen cuántico, mayor es el potencial para explorar soluciones a problemas del mundo real en todas las áreas de industrias, gobierno e investigación.

Para alcanzar este hito, la compañía se enfocó en un nuevo conjunto de técnicas y mejoras que utilizaron el conocimiento del hardware para ejecutar de manera óptima los circuitos de volumen cuántico.

Estos métodos del hardware son extensibles y mejorarán cualquier circuito cuántico en cualquier sistema IBM Quantum, lo cual da como resultado mejoras a los experimentos y las aplicaciones que los usuarios pueden explorar.

Estas técnicas estarán disponibles en próximos lanzamientos y mejoras a los servicios de software IBM Cloud y el kit de desarrollo de software (SDK) de fuente abierta y plataformas cruzadas Qiskit.

La alternativa de Microsoft

Microsoft ha creado la quinta mayor supercomputadora del mundo, una máquina con 85.000 núcleos de proceso, 10.000 unidades de proceso gráfico y una conexión de 400 gigabits por segundo entre sus diferentes componentes que se usará exclusivamente para aplicaciones de inteligencia artificial (IA).

Diseñada junto a OpenAI, una organización sin ánimo de lucro que investiga nuevas fronteras para la inteligencia artificial y que cuenta entre sus miembros con el fundador de Tesla y SpaceX, Elon Musk, el nuevo ordenador promete acelerar el desarrollo de nuevos modelos de aprendizaje máquina.

"Lo emocionante de estos modelos es la amplitud de las cosas que van a permitir en el procesamiento del lenguaje natural, la visión artificial y, cuando comencemos a ver combinaciones de estos dominios perceptivos, nuevas aplicaciones que son difíciles de imaginar en este momento" explicó Kevin Scott, máximo responsable técnico de Microsoft.

Los expertos en aprendizaje máquina han construido modelos de IA pequeños e independientes que usan muchos ejemplos etiquetados para aprender una sola tarea, como traducir entre idiomas, reconocer objetos, leer texto para identificar puntos clave en un correo electrónico o reconocer el habla lo suficientemente bien como para responder al usuario con una información precisa.

Una nueva clase de modelos desarrollados por la comunidad de investigación de OpenAI ha demostrado que algunas de esas tareas se pueden realizar mejor usando un solo modelo masivo, pero para entrenar estos modelos hacen falta enormes capacidades de proceso a las que no siempre es posible tener acceso.

Muchos de los grandes superordenadores disponibles actualmente no se han construido pensando en este tipo de aplicaciones y por tanto no son los candidatos idóneos para este tipo de tareas.

Este tipo de modelo puede absorber tan profundamente los matices del lenguaje, la gramática, el conocimiento, los conceptos y el contexto que podrá hacer tareas mucho más complejas: resumir un artículo, moderar contenido en chats, encontrar pasajes relevantes en miles de archivos legales o incluso generar código.

Microsoft ofrecerá acceso a este ordenador como parte de su catálogo de servicios de computación en la nube, Azure. La nueva máquina desplazaría al ordenador Frontera de la Universidad de Texas, en la lista TOP500, que clasifica las mayores supercomputadoras del mundo por potencia de cálculo y se publica dos veces al año. IBM también anunció una supercomputadora para usar en la investigación sobre la Covid-19.

La apuesta de Google por la computación cuántica

El anuncio de Microsoft no se refiere a la computación cuántica, una alternativa elegida por Google, que confirmó en octubre que había logrado alcanzar la supremacía cuántica con su nuevo procesador, el Sycamore.

Así lo confirmó la empresa tecnológica a través de la publicación del documento científico en la revista Nature, en su blog de inteligencia artificial y en una entrevista concedida por el director general ejecutivo de la empresa, Sundar Pichai, a MIT Technology Review.

Este, que era uno de los objetivos que la compañía llevaba más tiempo persiguiendo, ha sido posible gracias al citado procesador, el cual ha conseguido resolver un problema que de otra forma habría sido imposible para una computadora tradicional.

"Nuestra máquina realizó el cálculo objetivo en 200 segundos, y a partir de las mediciones en nuestro experimento, determinamos que llevaría a la supercomputadora más rápida del mundo 10,000 años producir un resultado similar", explicó la empresa, en un comunicado enviado a iProfesional.

En septiembre ya se esperaba que esta noticia fuese hecha oficial tras la filtración del documento, el cual servía para elevar la expectación respecto a este acontecimiento y, de paso cuestionar la utilidad del mismo. Precisamente, esto es algo que todavía está por determinar, como explicó la compañía en el paper:

Como resultado de estos desarrollos, la computación cuántica está pasando de un tema de investigación a una tecnología que desbloquea nuevas capacidades computacionales. Estamos a solo un algoritmo creativo de aplicaciones valiosas a corto plazo.

El propio Pichai hizo uso de los hermanos Wright como analogía de este avance, asegurando que "El primer avión voló solo durante 12 segundos, por lo que no hay una aplicación práctica de eso. Pero mostró la posibilidad de que un avión pudiera volar. [...] La verdadera emoción de la computación cuántica es que el universo funciona fundamentalmente de manera cuántica, por lo que podremos comprender mejor la naturaleza. Son los primeros días, pero donde la mecánica cuántica brilla es en la capacidad de simular moléculas, procesos moleculares, y creo que es donde será más fuerte".