Así es quantumHPC, la nueva tecnología de computación híbrida desarrollada por Fujitsu

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Fujitsu ha anunciado el desarrollo de una tecnología de computación híbrida cuántica/HPC para optimizar la selección de cargas de trabajo para los clientes. El nuevo software basado en IA, que sirve como precursor de una futura tecnología de intermediación de cargas de trabajo informáticas, selecciona automáticamente entre diferentes plataformas informáticas de alto rendimiento (HPC) para ofrecer la solución óptima a los problemas de los clientes, en función de parámetros como el tiempo de cálculo, la precisión de los cálculos y los costes.

La nueva tecnología aprovecha la potencia del simulador cuántico de 39 cúbits de la compañía y el superordenador FUJITSU PRIMEHPC FX 700, equipado con la misma CPU A64FX que impulsa el supercomputador Fugaku instalado en el RIKEN Center for Computational Science en Japón, y combina y selecciona el método de cálculo óptimo para los problemas de cálculo químico cuántico de los clientes. Esta tecnología permite a los usuarios sin conocimientos especializados utilizar los simuladores cuánticos y la tecnología HPC para ofrecer soluciones eficaces a los problemas del mundo real.

Según informa la multinacional en un comunicao, está trabajando actualmente en el desarrollo de un broker de cargas de trabajo de computación, una tecnología de software que utiliza la inteligencia artifical para seleccionar automáticamente los recursos adecuados de las tecnologías y soluciones de computación avanzadas, incluyendo HPC a gran escala basada en la nube, computación cuántica, Digital Annealer, así como simuladores cuánticos para resolver los problemas complejos de los clientes.

La compañía prevé que este futuro broker de cargas de trabajo de computación soporte tanto la automatización como la optimización del procesamiento de cálculos de múltiples dispositivos de hardware y la optimización de la distribución de cálculos para diferentes plataformas. De este modo, el broker de cargas de trabajo de computación permitirá realizar cálculos de alta velocidad y soluciones según las necesidades específicas de los clientes.

Para hacer realidad su visión del broker de carga de trabajo de computación, Fujitsu ha desarrollado una tecnología de cálculo híbrido cuántico/HPC para resolver problemas de química cuántica, con el fin de permitir el esclarecimiento basado en cálculos de las propiedades de los materiales utilizados en el descubrimiento de fármacos y el desarrollo de nuevos materiales. La nueva tecnología, que sirve de precursora del broker de cargas de trabajo informático, permite realizar cálculos de alta precisión a gran velocidad combinando de forma automática y óptima dos tipos de ordenadores: un simulador cuántico y un HPC. Las características de la nueva tecnología son las siguientes.

Tecnología de discriminación de algoritmos cuánticos/HPC
Los algoritmos utilizados en los cálculos químicos cuánticos requieren repeticiones de cálculos hasta obtener una solución muy precisa. Como la distancia entre los átomos cambia, determinar si los algoritmos cuánticos o HPC ofrecen la solución óptima a un problema, representa un reto difícil para las tecnologías existentes. Para ello, Fujitsu ha desarrollado una solución que permite determinar el algoritmo preciso para un problema analizando cómo converge el algoritmo en las moléculas. Para los problemas en los que los algoritmos clásicos no ofrecen resultados suficientes, la tecnología detecta un patrón específico en el estado de convergencia hasta que el algoritmo calcula una solución, de modo que se puede determinar el algoritmo óptimo realizando un preprocesamiento del problema de forma experimental mediante algoritmos HPC.

Tecnología de estimación del tiempo de cálculo
La estimación precisa de la convergencia de las distintas estructuras moleculares representaba una tarea compleja en los cálculos químicos cuánticos, y resultaba difícil estimar de antemano el tiempo y el coste necesarios para obtener soluciones de gran precisión. Para resolver este problema, Fujitsu construyó un modelo de IA capaz de estimar las cantidades de cálculo, los costes y el tiempo por adelantado utilizando una tecnología de IA adaptativa desarrollada por Fujitsu para analizar la relación entre la estructura molecular, el cálculo iterativo del algoritmo y el tiempo de cálculo.

Tecnología de control óptimo basada en el tiempo, el coste y la precisión
Para que los clientes puedan realizar los cálculos con un coste y un tiempo óptimos, Fujitsu ha desarrollado una tecnología que optimiza el rendimiento de los cálculos químicos cuánticos. La tecnología tiene en cuenta tanto el tiempo de cálculo como el coste estimado por la tecnología de discriminación de algoritmos cuánticos/HPC y la tecnología de estimación del tiempo de cálculo, así como el uso de los recursos de cálculo. De este modo, la tecnología permite a los usuarios resolver los problemas de cálculo químico cuántico de la forma que mejor se adapte a sus necesidades, sin necesidad de elegir ellos mismos entre diferentes recursos de cálculo.

En el futuro, Fujitsu verificará la eficacia de esta tecnología y seguirá desarrollándola, con el objetivo de establecer una nueva tecnología de intermediación de cargas de trabajo informáticas en el campo de los cálculos químicos cuánticos para el año fiscal 2023. Fujitsu seguirá desarrollando plataformas informáticas que puedan ser utilizadas por cualquier persona sin necesidad de conocimientos especializados, añadiendo servicios a Fujitsu Computing as a Service (en adelante "CaaS"), la cartera de servicios de Fujitsu para ofrecer a los clientes acceso a tecnologías informáticas líderes en el mundo a través de la nube pública.