27 de noviembre de 2021

Nuevo campus de Inteligencia Artificial Cuántica de Google

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Los avances en la tecnología para la medicina, la agricultura, la biología e incluso la informática se han acelerado gracias a nuestra capacidad para simular y predecir cómo se comportan las cosas en la vida real. Sin embargo, estamos comenzando a alcanzar el límite de nuestro poder para calcular soluciones a algunos problemas.


En esta década, Google tiene como objetivo construir una computadora cuántica útil y con corrección de errores. Esto acelerará las soluciones para algunos de los problemas más urgentes del mundo, como la energía sostenible y la reducción de emisiones para alimentar a la creciente población mundial, y desbloqueará nuevos descubrimientos científicos, como una inteligencia artificial más útil.

El nuevo campus de Google Quantum AI se encuentra en Santa Bárbara, Califormia y es el primer centro de datos cuántico de la compañía. Está provisto de laboratorios de investigación de hardware cuántico e intalaciones de fabricación de chips de procesador cuántico. Su software y hardware están diseñados de forma específica para crear algoritmos cuánticos novedosos que ayuden a resolver problemas prácticos a corto plazo.


Background Quantum Datacenter
Crédito Google


Muchos de los desafíos globales más importantes, desde el cambio climático hasta la gestión de la próxima pandemia, exigen un nuevo tipo de computación.

Algunos de de los retos marcados son construir mejores baterías para aligerar la carga en la red eléctrica, crear fertilizantes para alimentar al mundo sin generar el 2% de las emisiones globales de dióxido de carbono (CO2), o crear medicamentos más específicos para detener la próxima pandemia antes de que comience. Para conseguirlo, es necesario comprender y diseñar mejor las moléculas: los enlaces químicos e interacciones intermoleculares se comportan siguiendo un modelo probabilístico con una dinámica más rica que agota la lógica informática clásica.

Aquí es donde entran en juego las computadoras cuánticas.
Las computadoras cuánticas usan bits cuánticos o "qubits" que pueden estar entrelazados en una compleja superposición de estados, reflejando naturalmente la complejidad de las moléculas en el mundo real.

Con una computadora cuántica con corrección de errores será posible simular cómo se comportan e interactúan las moléculas, de modo que podamos probar e inventar nuevos procesos químicos y nuevos materiales antes de invertir en costosos prototipos de la vida real. Estas nuevas capacidades informáticas ayudarán a acelerar el descubrimiento de mejores baterías, fertilizantes energéticamente eficientes y medicamentos específicos, así como una optimización mejorada y nuevas arquitecturas de inteligencia artificial.

Las computadoras cuánticas tienen más de 10.000 componentes y el criostato es solo uno de ellos. En la actualidad, estos sistemas incluyen componentes electrónicos, cableado, amplificadores y un procesador cuántico hechos a medida. Su tamaño es de 2 metros² (el tamaño de tres neveras).





Background Cryostat
Crédito Google


El procesador cuántico es similar a una CPU que se encuentra en una placa base. Es un chip altamente especializado unido a una placa de circuito.
La placa proporciona soporte y conexiones para que el chip interactúe con otros componentes electrónicos. El chip está cubierto por capas de blindaje protector y su tamaño es de 60 cm² (tamaño de una mesa auxiliar).





Background Processor
Crédito Google


El chip qubit es donde se unen la mecánica cuántica con la fabricación moderna. La capa de qubits contiene los metales superconductores y los magnetómetros que forman los qubits. Su tamaño es de 150 mm² (tamaño de un sello postal).





Background Qubit Chip
Crédito Google


Un qubit es un detector electromagnético muy sensible hecho de un inductor y un condensador, que están conectados en paralelo. La inductancia proviene de Josephson Junction que intercaló un metal superconductor y un aislante; la capacitancia proviene de las dos placas metálicas en forma de letra X. Su tamaño es de 10 micrómetros² (ancho de una hebra de cabello).





Background Qubit
Crédito Google


Su misión es avanzar en el estado del arte de la computación cuántica y desarrollar las herramientas para operar más allá de las capacidades clásicas, con la esperanza de permitir que la humanidad resuelva problemas que de otro modo serían imposibles.






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