NVIDIA Ising, primer modelo IA abierto para computadoras cuánticas

NVIDIA Ising es la nueva familia de modelos de inteligencia artificial que el gigante verde acaba de presentar como «los primeros modelos abiertos del mundo para computación cuántica». La compañía promete un «rendimiento revolucionario en calibración cuántica y corrección de errores», lo que permite a investigadores y empresas manejar sistemas cuánticos escalables y de alto rendimiento.

La computación cuántica es la «próxima frontera» y las grandes compañías están en plena carrera para posicionarse en una tecnología que revolucionará nuestro mundo las próximas décadas al conseguir realizar cualquier tarea de computación de manera exponencialmente más rápida que con los sistemas tradicionales. El objetivo final es conseguir la llamada ‘supremacía cuántica’, un concepto que define cuando las computadoras cuánticas sean capaces de resolver una tarea informática que no se podría realizar con las computadoras actuales o el tiempo para hacerlo fuera disparatado.

NVIDIA Ising, abierto y con IA para sistemas cuánticos

Para lograr aplicaciones cuánticas útiles a gran escala, se necesitan avances significativos en la calibración de procesadores cuánticos y la corrección de errores cuánticos. Según NVIDIA, la IA es clave para convertir los procesadores cuánticos actuales en computadoras confiables a gran escala. Los modelos abiertos permiten a los desarrolladores crear IA de alto rendimiento manteniendo un control total sobre sus datos e infraestructura.

La familia NVIDIA Ising, que recibe su nombre de un modelo matemático fundamental que simplificó drásticamente la comprensión de sistemas físicos complejos, proporciona herramientas de IA escalables y de alto rendimiento para la corrección de errores cuánticos y la calibración, dos de los desafíos más importantes en la construcción de sistemas híbridos cuántico-clásicos.

NVIDIA ya ofrece una plataforma de desarrollo de código abierto para computación cuántica llamada CUDA-Q . Esta plataforma es «independiente del cúbit» y funciona con las QPU y las modalidades de cúbit. Sin embargo, persisten los obstáculos comentados en la calibración de los procesadores cuánticos y la corrección de errores cuánticos. Los cúbits son ruidosos y presentan numerosos errores. Actualmente, los procesadores cuánticos generan un error cada mil operaciones, pero para que las computadoras cuánticas sean más prácticas, este porcentaje debe reducirse a uno cada billón de operaciones.

NVIDIA afirma que la inteligencia artificial es esencial para eliminar esos obstáculos y permitir que los procesadores cuánticos realicen computación confiable a gran escala. Según la compañía, los modelos de Ising realizan la mejor calibración de procesadores cuánticos del mundo y permiten a los investigadores abordar problemas mucho más grandes y complejos con ordenadores cuánticos, al ofrecer un rendimiento hasta 2,5 veces más rápido y una precisión 3 veces mayor para el proceso de decodificación necesario para la corrección de errores cuánticos.

«La IA es fundamental para que la computación cuántica sea práctica«, afirmó en la presentación Jensen Huang, fundador y director ejecutivo de NVIDIA. «Con Ising, la IA se convierte en el plano de control —el sistema operativo de las máquinas cuánticas—, transformando los frágiles cúbits en sistemas de GPU cuántica escalables y fiables».

NVIDIA Ising incluye dos modelos de última generación y personalizables:

• Calibración de Ising: Un modelo de lenguaje de visión por computadora que puede interpretar y reaccionar rápidamente a las mediciones de los procesadores cuánticos, lo que permite a los agentes de IA automatizar la calibración continua, reduciendo el tiempo necesario de días a horas.
• Decodificación de Ising: Dos variantes de un modelo de red neuronal convolucional 3D -optimizadas para velocidad o precisión- para realizar la decodificación en tiempo real y corrección de errores cuánticos. Los modelos de decodificación de Ising son hasta 2,5 veces más rápidos y 3 veces más precisos que pyMatching, el estándar actual de código abierto de la industria.

Empresas líderes, instituciones académicas y laboratorios de investigación, ya están adoptando Ising para el desarrollo de la computación cuántica. Complementa la plataforma de software CUDA-Q para la computación híbrida cuántico-clásica y se integra con la interconexión de hardware NVQLink QPU-GPU para el control en tiempo real y la corrección de errores cuánticos. NVIDIA proporciona como apoyo a los investigadores y desarrolladores un «conjunto completo de herramientas necesarias para convertir los cúbits de hoy en las supercomputadoras cuánticas aceleradas del mañana».

Todos estos modelos, datos y marcos de trabajo abiertos están disponibles en GitHub, Hugging Face y build.nvidia.com.