Superordenadores de Alemania, Japón y Polonia incorporan Grace-Hopper y la plataforma de supercomputación acelerada Quantum-Classical para avanzar en la investigación de la computación cuántica.
NVIDIA acaba de comunicar que acelerará los esfuerzos de computación cuántica en centros nacionales de supercomputación de todo el mundo con la plataforma de código abierto NVIDIA CUDA-Q.
Las QPUs son los cerebros de los ordenadores cuánticos que utilizan el comportamiento de partículas como electrones o fotones para calcular de forma diferente a los procesadores tradicionales, con el potencial de hacer más rápidos ciertos tipos de cálculos.
El Centro de Supercomputación de Jülich (JSC) en Alemania, en el Forschungszentrum Jülich (FZJ), está instalando una QPU construida por IQM Quantum Computers como complemento a su superordenador JUPITER, sobrealimentado por el superchip NVIDIA GH200 Grace Hopper.
El superordenador ABCI-Q, ubicado en el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST) de Japón, está diseñado para impulsar la iniciativa de computación cuántica del país. Equipado con la arquitectura NVIDIA Hopper™, el sistema incorporará una QPU de QuEra.
El Poznan Supercomputing and Networking Centre (PSNC) de Polonia ha instalado recientemente dos QPU fotónicas, creadas por ORCA Computing, conectadas a una nueva partición del superordenador acelerada por NVIDIA Hopper.
«La utilidad del cálculo cuántico será posible gracias a la estrecha integración de la supercomputación cuántica con la GPU», afirma Tim Costa, director de cuántica y HPC en NVIDIA. «La plataforma de cálculo cuántico de NVIDIA equipa a pioneros como el AIST, el JSC y el PSNC para superar los límites del descubrimiento científico y avanzar en el estado del arte de la supercomputación cuántica integrada.»
La QPU integrada con ABCI-Q permitirá a los investigadores del AIST investigar aplicaciones cuánticas en IA, energía y biología, utilizando átomos de rubidio controlados por luz láser como qubits para realizar cálculos. Son los mismos tipos de átomos que se utilizan en los relojes atómicos de precisión. Cada átomo es idéntico, lo que proporciona un método prometedor para obtener un procesador cuántico a gran escala y de alta fidelidad.
«Los investigadores de Japón avanzarán hacia las aplicaciones prácticas de la computación cuántica con el superordenador ABCI-Q de aceleración cuántica-clásica», señala Masahiro Horibe, director adjunto de G-QuAT/AIST. «NVIDIA está ayudando a estos pioneros a ampliar los límites de la investigación en computación cuántica».
Las QPUs de PSNC permitirán a los investigadores explorar la biología, la química y el aprendizaje automático con dos sistemas de fotónica cuántica PT-1. Los sistemas utilizan fotones individuales, o paquetes de luz, a frecuencias de telecomunicaciones como qubits. Esto permite una arquitectura cuántica distribuida, escalable y modular que utiliza componentes de telecomunicaciones estándar y disponibles en el mercado.
«Nuestra colaboración con ORCA y NVIDIA nos ha permitido crear un entorno único y construir un nuevo sistema híbrido cuántico-clásico en PSNC», subraya Krzysztof Kurowski, CTO y director adjunto de PSNC. «La integración y programación abierta y sencilla de múltiples QPU y GPU gestionadas eficientemente por servicios centrados en el usuario es esencial para desarrolladores y usuarios. Esta estrecha colaboración allana el camino hacia una nueva generación de superordenadores con aceleración cuántica para muchas áreas de aplicación innovadoras, no mañana, sino hoy.»
La QPU integrada en JUPITER permitirá a los investigadores del JSC desarrollar aplicaciones cuánticas para simulaciones químicas y problemas de optimización, además de demostrar cómo los superordenadores clásicos pueden acelerarse mediante ordenadores cuánticos. Está construido con qubits superconductores, o circuitos electrónicos resonantes, que pueden fabricarse para que se comporten como átomos artificiales a bajas temperaturas.
«La computación cuántica está cada vez más cerca gracias a la supercomputación híbrida cuántica-clásica acelerada», afirma Kristel Michielsen, responsable del grupo de procesamiento cuántico de la información del JSC. «Gracias a nuestra continua colaboración con NVIDIA, los investigadores del JSC harán avanzar los campos de la informática cuántica, así como la química y la ciencia de materiales».
Al integrar estrechamente los ordenadores cuánticos con los superordenadores, CUDA-Q también permite a la computación cuántica con IA resolver problemas como los qubits ruidosos y desarrollar algoritmos eficientes.
CUDA-Q es una plataforma clásica de supercomputación cuántica acelerada independiente de la QPU y de código abierto. Es utilizada por la mayoría de las empresas que implementan QPU y ofrece el mejor rendimiento de su clase.
«Estamos en una nueva era de la computación, en la que la capacidad de procesamiento cuántico revolucionará la forma de afrontar los retos más complejos de la humanidad. Con la plataforma de NVIDIA, será posible acelerar las aplicaciones para que investigadores y científicos puedan avanzar en diversas áreas, como la biología y la química. Estamos encantados de contribuir a la próxima generación de descubrimientos científicos», subraya Marcio Aguiar, director de la división Enterprise de NVIDIA para Latinoamérica.
NVIDIA Grace Hopper inaugura una nueva era de supercomputación con IA
NVIDIA también anunció que nueve nuevos superordenadores de todo el mundo están utilizando los superchips NVIDIA Grace Hopper para acelerar la investigación y los descubrimientos científicos. Combinados, los sistemas ofrecen 200 exaflops, o 200 quintillones de cálculos por segundo, de potencia de procesamiento de IA de bajo consumo energético.
Los nuevos superordenadores basados en Grace Hopper que entran en funcionamiento son EXA1-HE en Francia de CEA y Eviden; Helios en el Cyfronet Academic Computer Centre en Polonia y Alps en el Swiss National Supercomputing Center de Hewlett-Packard Enterprise (HPE); JUPITER en el Jülich Supercomputing Center en Alemania; DeltaAI en el Centro Nacional de Aplicaciones de Supercomputación de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign; y Miyabi en el Centro Conjunto Japonés de Computación Avanzada de Alto Rendimiento, establecido entre el Centro de Ciencias Computacionales de la Universidad de Tsukuba y el Centro de Tecnologías de la Información de la Universidad de Tokio.
La CEA, la Comisión francesa de Energías Alternativas y Energía Atómica, y Eviden, una empresa del Grupo Atos, anunciaron en abril la entrega del superordenador EXA1-HE, basado en la tecnología BullSequana XH3000 de Eviden. La arquitectura BullSequana XH3000 ofrece un nuevo sistema patentado de refrigeración por agua caliente, mientras que el EXA1-HE está equipado con 477 nodos de cálculo basados en Grace Hopper.
«La IA está acelerando la investigación sobre el cambio climático, acelerando el descubrimiento de fármacos y dando lugar a avances en docenas de otros campos”, afirma Ian Buck, vicepresidente de hiperescala y HPC en NVIDIA. «Los sistemas Grace Hopper de NVIDIA se están convirtiendo en una parte esencial de la HPC por su capacidad para transformar industrias al tiempo que promueven una mejor eficiencia energética.»
Además, Isambard-AI e Isambard 3 de la Universidad de Bristol (Reino Unido) y los sistemas del Laboratorio Nacional de Los Álamos y el Centro de Computación Avanzada de Texas (EE.UU.) se unen a una creciente oleada de superordenadores basados en NVIDIA Arm que utilizan los superchips de CPU Grace y la plataforma Grace Hopper.
IA soberana
El impulso para construir nuevos superordenadores basados en IA más eficientes se acelera a medida que países de todo el mundo reconocen la importancia estratégica y cultural de la IA soberana, es decir, la inversión en datos, infraestructuras y personal de propiedad nacional para fomentar la innovación.
La GH200, que combina las arquitecturas de CPU Grace y GPU Hopper basadas en Arm con la tecnología de interconexión NVIDIA NVLink®-C2C, es el motor de los centros científicos de supercomputación de todo el mundo. Muchos centros prevén pasar de la instalación del sistema a la ciencia real en meses en lugar de años.
La primera fase de Isambard-AI consiste en un HPE Cray Supercomputing EX2500 con 168 superchips NVIDIA GH200, lo que lo convierte en uno de los superordenadores más eficientes jamás construidos. Cuando los 5.280 superchips Grace Hopper restantes lleguen este verano al Centro Nacional de Materiales Compuestos de la Universidad de Bristol, el rendimiento se multiplicará por 32.
«Isambard-AI sitúa al Reino Unido como líder mundial en IA y contribuirá a impulsar la innovación en la ciencia abierta tanto a nivel nacional como internacional», afirma el profesor Simon McIntosh-Smith, de la Universidad de Bristol. «Trabajando con NVIDIA, hemos entregado la primera fase del proyecto en un tiempo récord y, cuando se complete este verano, veremos un enorme salto en el rendimiento para avanzar en el análisis de datos, el descubrimiento de fármacos, la investigación climática y muchas otras áreas.»
Aceleración de los descubrimientos científicos
La plataforma de cálculo acelerado de NVIDIA incluye GPU basadas en la arquitectura NVIDIA Hopper, superchips de CPU NVIDIA Grace, superchips NVIDIA Grace Hopper, redes InfiniBand NVIDIA Quantum-2 y un paquete completo de software de IA y HPC de NVIDIA.
«La inteligencia artificial desempeña un papel fundamental en los descubrimientos científicos, ya que ofrece una serie de herramientas y técnicas que pueden acelerar considerablemente el proceso de investigación y análisis de datos en diversas áreas del conocimiento. Estamos muy contentos con esta innovación y estamos seguros de que contribuirá en gran medida a diversos proyectos de investigación», añade Aguiar.
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