IBM, AMD e Oak Ridge lançam plataforma de correção de erros quânticos

A plataforma coloca no mesmo local os computadores quânticos da IBM — incluindo seu processador mais potente, o Nighthawk de 120 qubits — junto ao sistema de computação de alto desempenho Umbra, do Oak Ridge, que roda em GPUs AMD Instinct MI355X e CPUs AMD EPYC de quinta geração. O hardware da AMD fornece a base de computação clássica que sustenta a pesquisa em correção de erros quânticos, otimização de decodificação e orquestração de software, permitindo que os pesquisadores comparem diretamente o que diferentes métodos de correção de erros custam em qubits, tempo, amostras e computação clássica.

O trabalho está alinhado com a Missão Quantum Genesis do DOE, que, por meio de sua Q Competition, visa chegar a 100 qubits lógicos executando 100.000 “operações difíceis” até o final de 2028, como um passo rumo a um computador quântico cientificamente relevante. O progresso atual da IBM está em até 70 qubits lógicos e 438 operações difíceis, acompanhado pelo Quantum Advantage Tracker, o que significa que a área precisa de um aumento de cerca de 230 vezes no número de operações difíceis para atingir a meta de 2028. “Resolver os desafios da correção de erros quânticos é essencial para tornar a computação quântica uma ferramenta prática para a descoberta científica, o que é uma prioridade para o Laboratório Nacional de Oak Ridge”, disse Travis Humble, diretor do Centro de Ciência Quântica, acrescentando que o Umbra permite aos parceiros “testar novas ideias, avaliar abordagens em escala e construir a base para computadores quânticos mais confiáveis”.

O diretor de pesquisa da IBM, Jay Gambetta, disse que a pergunta que resta não é mais se a correção de erros funciona em hardware quântico, mas como acelerá-la e otimizá-la o suficiente para construir sistemas que os cientistas possam efetivamente usar, enquanto Mark Papermaster, da AMD, descreveu a plataforma como um passo em direção à infraestrutura de computação escalável e eficiente que a computação quântica tolerante a falhas vai exigir. O esforço se apoia em um trabalho já existente entre IBM e ORNL por meio do Centro de Ciência Quântica, e em uma colaboração separada entre IBM e AMD que usa GPUs da AMD para acelerar fluxos de trabalho de supercomputação quântico-centrada; os parceiros dizem que o aprendizado obtido aqui pode orientar o sistema tolerante a falhas planejado pela IBM, o Quantum Starling, além de futuros supercomputadores que combinem hardware da AMD com processadores quânticos.

Por que importa

Ao tornar explícita a lacuna rumo a um computador quântico utilizável — um salto de cerca de 230 vezes em operações corrigidas de erro necessário até 2028 —, essa plataforma transforma a correção de erros quânticos de uma curiosidade de pesquisa em uma corrida com placar público e prazo definido.