Quantum Machines presenta Qualibrate, una solución de código abierto para acelerar la calibración de sistemas cuánticos

Quantum Machines, proveedor líder de soluciones avanzadas de control híbrido cuántico-clásico, ha anunciado hoy el lanzamiento de Qualibrate (conocido como QUAlibrate), un marco de código abierto diseñado para agilizar la calibración de los ordenadores cuánticos. Reduce significativamente el tiempo de calibración de varias horas a sólo unos minutos.

Este nuevo marco de Quantum Machines, que aborda uno de los retos de escalado más importantes de la computación cuántica, facilita una calibración rápida y modular al tiempo que fomenta un ecosistema mundial para desarrollar y compartir protocolos de calibración.

El marco reduce sustancialmente el tiempo de calibración y ofrece una solución completa para diseñar, ejecutar y compartir protocolos de calibración entre varios sistemas de computación cuántica. El ecosistema abierto de Qualibrate permite a investigadores y empresas de todo el mundo avanzar de forma colectiva y acelerar el camino hacia ordenadores cuánticos prácticos.

La calibración es esencial no sólo para la configuración inicial, sino también para el mantenimiento continuo del rendimiento de los ordenadores cuánticos, ya que compensa las desviaciones del sistema durante su funcionamiento.

A medida que se amplían los sistemas cuánticos, la complejidad de la calibración aumenta exponencialmente. Por ejemplo, calibrar completamente desde cero un ordenador cuántico superconductor de 100 qubits puede requerir hasta dos días. Incluso recalibrar un sistema precalibrado puede llevar más de una hora. Esta ineficacia supone un gran obstáculo a la hora de escalar a futuros sistemas con cientos de miles de qubits.

"Nos centramos tanto en la velocidad de calibración como en la calidad -dos factores que a veces entran en conflicto- y este equilibrio influye en el rendimiento general de los ordenadores cuánticos", declaró Yonatan Cohen, Director Técnico de Quantum Machines. Hemos desarrollado una solución de código abierto porque creemos que la comunidad cuántica está mejor posicionada para superar juntos este reto". Los investigadores del mundo académico y de la industria diseñan constantemente algoritmos y protocolos de calibración innovadores. Un día, un equipo de Boston puede presentar un protocolo que mejore la fidelidad de las operaciones cuánticas; al día siguiente, una empresa europea podría desarrollar un método que acelere la calibración. Para resolver este problema fundamental es necesaria la colaboración, que permita a los equipos adoptar y aprovechar al instante los avances de los demás".

Para solucionarlo, Quantum Machines ha creado Qualibrate, un marco de calibración de código abierto que transforma la calibración cuántica de guiones desconectados en un sistema integrado y modular. Qualibrate permite a los investigadores e ingenieros cuánticos desarrollar componentes de calibración reutilizables, ensamblarlos en sofisticados flujos de trabajo y ejecutar calibraciones a través de una interfaz de usuario intuitiva. Al abstraer la complejidad del hardware, la plataforma permite a los equipos concentrarse en la lógica del sistema cuántico en lugar de en la implementación de bajo nivel.

"Qualibrate ha cambiado las reglas del juego de nuestra organización", afirma John Martinis, director técnico de Qolab. "Su calibración automatizada realiza calibraciones completas en menos de 10 minutos, un trabajo que antes requería hasta dos horas de esfuerzo manual. Esto ahorra un tiempo valioso, lo que permite a nuestro equipo centrarse en acelerar el desarrollo de la QPU."

En una demostración reciente en el Centro Israelí de Computación Cuántica (IQCC), Qualibrate realizó una calibración multiqubit de qubits superconductores en sólo 140 segundos, demostrando la velocidad y eficacia del sistema en condiciones reales.

Dado que Qualibrate es de código abierto y modular, los nuevos protocolos de calibración desarrollados por los investigadores pueden ser distribuidos, probados y mejorados rápidamente por la comunidad de computación cuántica en general.

Las empresas también pueden crear soluciones propias utilizando Qualibrate, integrando técnicas avanzadas como la simulación de sistemas cuánticos y algoritmos de aprendizaje profundo. Esto fomenta un ecosistema en el que las mejoras básicas de calibración se comparten abiertamente, mientras que las herramientas especializadas impulsan el rendimiento.

Junto con el marco, Quantum Machines lanza su primer gráfico de calibración para ordenadores cuánticos superconductores, un paquete de calibración personalizable y listo para usar.

Este gráfico utiliza las funciones de calibración paralela de Qualibrate para acortar drásticamente los tiempos de calibración. En el futuro, Quantum Machines y NVIDIA están creando bibliotecas de software que integrarán Qualibrate con sistemas como NVIDIA DGX Quantum, lo que permitirá ejecuciones de calibración aún más rápidas y resultados de mayor fidelidad a través de modelos de aprendizaje automático.

Quantum Machines fue fundada a principios de 2018 por Itamar Sivan (CEO), Yonatan Cohen (CTO) y Nissim Ofek (Ingeniero Jefe). Los tres fundadores son doctores en física y tienen una amplia experiencia en computación cuántica y electrónica cuántica.

Desde su creación, la empresa ha obtenido 280 millones de dólares de financiación de importantes fondos de riesgo, como PSG Equity, Red Dot Capital Partners, Intel Capital, TLV Partners y Battery Ventures. Quantum Machines emplea a unas 170 personas, la mitad en Israel y el resto en Europa, Estados Unidos y otras regiones.

Los investigadores e ingenieros de computación cuántica pueden empezar a utilizar QUAlibrate inmediatamente visitando el repositorio de código abierto en: https://github.com/qua-platform/qualibrate.