El superordenador JUPITER nos abre el camino hacia nuevas formas de simulación: su potencia es incomparable

Europa acaba de demostrar que la informática clásica aún tiene mucho que decir. El superordenador JUPITER, inaugurado en septiembre en el Centro de Investigación de Jülich, ha conseguido algo que hasta hace nada parecía imposible: simular de principio a fin un ordenador cuántico universal de 50 qubits. Y no estamos hablando de un experimento de laboratorio, sino de un hito informático sin precedentes, respaldado por el centro alemán y el ecosistema de NVIDIA.

Europa rompe la barrera de los 50 qubits

Este hito, publicado en el repositorio arXiv, ha superado el anterior récord, establecido en 48 qubits y que fue obtenido por los mismos investigadores en el año 2019 utilizando el superordenador K computer japonés. Dado que todavía no existen procesadores cuánticos potentes y estables, estas simulaciones actúan como una copia virtual que permite probar ideas, detectar fallos y mejorar los diseños antes de fabricarlos. Sin este apoyo, investigar en cuántica sería casi adivinar a ciegas.

Y, como comprenderás, simular 50 qubits no es exactamente un pasatiempo. Cada qubit añade el doble de información que el anterior, así que todo crece de manera exponencial. Un ordenador normal puede simular unos 30 qubits, pero para llegar a 50 hace falta una cantidad enorme de memoria, unos dos millones de gigabytes. Y no es solo guardar datos: cada movimiento que hace el sistema afecta a billones de números que tienen que mantenerse perfectamente coordinados entre miles de máquinas. Por eso es tan difícil.

Aquí es donde entra en escena JUPITER, el superordenador impulsado por los superprocesadores GH200 de NVIDIA, que hemos podido conocer en un reciente artículo publicado en la página web del Centro de Investigación de Jülich. Estos ingenios del hardware poseen una arquitectura híbrida que combina CPU y GPU para exprimir hasta el último byte. Este diseño permite que el sistema descargue datos desde la memoria de la GPU a la de la CPU sin que el rendimiento caiga en picado, una técnica imprescindible para sobrevivir a toda esa información que exigen los 50 qubits.

El equipo del NVIDIA Application Lab y los especialistas del Centro de Investigación de Jülich han exprimido esa arquitectura hasta el límite con JUQCS-50, una nueva versión de su simulador cuántico. Este, además de gestionar la memoria con excelente precisión, incorpora una tecnología de vanguardia que reduce a una octava parte las necesidades de almacenamiento y también incluye un algoritmo que optimiza continuamente el tráfico entre más de 16.000 superprocesadores GH200.

No estamos hablando solamente de un récord, sino también de una herramienta que se integrará en el centro de acceso a tecnologías cuánticas JUNIQ, la infraestructura del Centro de Investigación de Jülich abierta a empresas y centros de investigación. El superordenador JUPITER ya empieza a simular el futuro de lña computación cuántica. Y lo hace en la era exascale: una etapa en la que los ordenadores más potentes del mundo superan un redimiento medido en exaflops, es decir, en más de un trillón de operaciones por segundo.