Microsoft anuncia hoy nuevos avances en Azure Quantum destinados a acelerar los descubrimientos científicos.
Desde la Edad de Hierro, que revolucionó la agricultura, hasta la Edad de Silicio, que revolucionó nuestra forma de comunicarnos, los nuevos materiales siempre han creado puntos de inflexión para el progreso de la sociedad. Los avances en este campo serán transformadores. Por ejemplo, la industria del transporte puede desarrollar baterías más eficientes y potentes. Los investigadores farmacéuticos podrán desarrollar nuevos medicamentos. La industria química podrá descubrir compuestos más seguros y sostenibles para los productos que utilizamos a diario, como la electrónica, las pinturas y los textiles. Y lo que es más importante, los científicos podrán resolver los retos más acuciantes de la sociedad, como invertir el cambio climático y hacer frente a la inseguridad alimentaria.
Sin embargo, comprender la naturaleza no es tarea fácil. Para calcular con precisión los estados cuánticos más complejos de las moléculas, el número de estados energéticos de sólo 100 electrones puede superar el número de átomos del universo visible.
Ahora, con una nueva generación de IA, los modelos de IA más avanzados del mundo se están uniendo a nuestra interfaz de usuario universal -el lenguaje natural- y al lenguaje fundacional de la naturaleza -la química- dando paso a una nueva era de descubrimientos científicos. Y este es solo el primer paso, mientras nos preparamos para una transformación aún mayor: la supercomputación cuántica.
Los innovadores pueden empezar a experimentar con el mejor hardware cuántico del mundo en Azure Quantum y prepararse para resolver problemas más complejos cuando la supercomputación cuántica sea una realidad. Nos acercamos rápidamente al momento en que los científicos y las empresas podrán resolver problemas hasta ahora intratables para desbloquear el crecimiento y el progreso humano.
Hoy presentamos tres avances en Azure Quantum hacia esta visión.
1. Elementos cuánticos Azure
Azure Quantum Elements acelera el descubrimiento científico integrando los últimos avances en computación de alto rendimiento (HPC), inteligencia artificial y computación cuántica.
Con Azure Quantum Elements, los científicos y desarrolladores de productos pueden:
- Reducir el tiempo de impacto y los costes acelerando el proceso de I+D y lanzando productos innovadores al mercado con mayor rapidez. Algunos clientes han acelerado entre seis meses y una semana el proceso desde el inicio del proyecto hasta la solución.
- Aumentar drásticamente el espacio de búsqueda de nuevos materiales, con la posibilidad de pasar de miles de candidatos a decenas de millones.
- Acelerar 500.000 veces determinadas simulaciones químicas, que es como comprimir un año en un minuto.
- Prepárese para la computación cuántica a escala abordando hoy problemas de química cuántica con IA y HPC, al tiempo que experimenta con el hardware cuántico existente y obtiene acceso prioritario al superordenador cuántico de Microsoft en el futuro.
Gracias a este completo sistema, los investigadores pueden realizar avances en química y ciencia de materiales con una escala, velocidad y precisión sin precedentes.
Escala. Los científicos pueden comprender las complejas reacciones necesarias para producir un producto, encontrar nuevos candidatos y optimizar todo el proceso. Por ejemplo, ahora los científicos pueden utilizar Azure Quantum Elements para explorar 1,5 millones de configuraciones potenciales en reacciones complejas compuestas por 50.000 pasos elementales. Los primeros usuarios ya están utilizando esta escala masiva para encontrar sustitutos más sostenibles para su uso en muchos productos cotidianos, o productos totalmente nuevos para escenarios innovadores.
Rapidez. Azure Quantum Elements acelera la simulación incorporando los modelos de IA especializados de Microsoft para química, que hemos entrenado con millones de puntos de datos de química y materiales. Basamos estos modelos en las mismas tecnologías de vanguardia que se ven en otros lugares con IA generativa. Mientras que Copilot entiende el lenguaje de los humanos, Azure Quantum Elements también entiende el lenguaje de la naturaleza: la química.
Precisión. En la actualidad, los científicos utilizan modelos de IA únicos y HPC a escala para ejecutar simulaciones con niveles de precisión nunca vistos. Azure Quantum Elements también integra la computación clásica y cuántica para proporcionar una rampa de acceso a una precisión de simulación aún mayor. En el futuro, los científicos creen que un superordenador cuántico permitirá el diseño químico predictivo con una precisión 100 veces mayor.
Innovadores de la industria, como BASF, AkzoNobel, AspenTech , Johnson MattheySCGC y 1910 Genetics ya han adoptado Azure Quantum Elements para transformar su investigación y desarrollo, y hoy otros pueden unirse a ellos. Azure Quantum Elements estará disponible en vista previa privada en unas semanas, y puede registrarse hoy mismo para obtener más información.
2. Copiloto en Azure Quantum
Copilot en Azure Quantum ayuda a los científicos a utilizar el lenguaje natural para razonar sobre problemas complejos de química y ciencia de materiales.
Con Copilot en Azure Quantum, un científico puede realizar tareas complejas sobre un tejido de supercomputación en la nube, IA avanzada y cuántica, todo ello integrado con las herramientas que utiliza actualmente.Puede generar los cálculos y simulaciones subyacentes, consultar y visualizar datos y ayudar a obtener respuestas guiadas a conceptos complicados. Al igual que Copilot en otros productos de Microsoft está transformando el desarrollo de software, la productividad y la búsqueda, nuestra ambición es que Copilot en Azure Quantum transforme y acelere el descubrimiento científico, ya sea creando productos más seguros y sostenibles, acelerando el descubrimiento de fármacos o resolviendo los retos más acuciantes del planeta".
Copilot también ayuda a aprender sobre computación cuántica y a escribir código para los ordenadores cuánticos actuales. Proporciona una experiencia totalmente integrada, basada en navegador y disponible para probar de forma gratuita, con un editor de código integrado, un simulador cuántico y una compilación de código sin fisuras. Lo hemos diseñado para hacer más manejable lo complejo y ayudar a cualquiera a explorar la cuántica, la química y la ciencia de los materiales, acercando al mismo tiempo estos campos transformadores. Compruébelo hoy mismo.
3. La hoja de ruta de Microsoft hacia un superordenador cuántico
El desbloqueo definitivo llegará cuando las organizaciones sean capaces de diseñar con precisión nuevos productos químicos y materiales con un superordenador cuántico. Nuestra industria seguirá un camino similar al que siguieron los superordenadores clásicos en el siglo XX. De los tubos de vacío a los transistores, pasando por los circuitos integrados, los avances en la tecnología subyacente permitirán aumentar la escala y el impacto.
A medida que avancemos como industria, el hardware cuántico entrará en una de las tres categorías de Niveles de Implementación de la Computación Cuántica:
- Nivel 1 - Fundacional: Sistemas cuánticos que funcionan con qubits físicos ruidosos, lo que incluye todos los ordenadores cuánticos de escala intermedia ruidosa (NISQ) actuales.
- Nivel 2 - Resiliente: Sistemas cuánticos que funcionan con qubits lógicos fiables.
- Nivel 3 - Escala: Superordenadores cuánticos que pueden resolver problemas impactantes que ni siquiera los superordenadores más potentes pueden resolver.
Para alcanzar la Escala se requiere un avance fundamental en física. Microsoft ha logrado este avance y hoy ha presentado los datos revisados por expertos en una revista de la American Physical Society.
Esto significa que Microsoft ha logrado el primer hito hacia un superordenador cuántico. Ahora podemos crear y controlar cuasipartículas de Majorana. Con este logro, estamos en el buen camino para diseñar un nuevo qubit protegido por hardware. Con él, podremos diseñar qubits lógicos fiables para alcanzar el Nivel Resistente y progresar hasta la Escala.
Un superordenador cuántico será capaz de resolver problemas insolubles en un ordenador clásico y escalar para resolver los problemas más complejos a los que se enfrenta nuestro mundo. Para ello, debe ser eficiente y fiable. Los clientes deben saber hasta qué punto un sistema cuántico es capaz de resolver problemas reales, desde la máquina hasta la sobrecarga de la red. Por eso, medir un superordenador no puede consistir en contar qubits físicos o lógicos.
Para entender el rendimiento de un superordenador, nuestro sector necesita una nueva medida. Para ello, ofrecemos la métrica de operaciones cuánticas fiables por segundo (rQOPS), que mide cuántas operaciones fiables pueden ejecutarse en un segundo. Tiene en cuenta el rendimiento del sistema en su conjunto, en contraposición al rendimiento de los qubits, por lo que existe la garantía de que un algoritmo se ejecutará correctamente.
Nuestra industria aún no ha superado la era NISQ y, por tanto, todos los ordenadores cuánticos actuales se encuentran en el nivel 1, con una rQOPS de cero. El primer superordenador cuántico necesitará al menos un millón de rQOPS y escalará a más de mil millones para resolver problemas impactantes de química y ciencia de materiales.
Acelerar juntos los descubrimientos científicos
Con la llegada de cualquier tecnología innovadora, existen riesgos que deben planificarse y mitigarse. Los principios de la IA de Microsoft nos guían y estos principios fundamentales se aplican también a la cuántica. A medida que desarrollemos nuevos servicios como Azure Quantum Elements e ingeniemos nuestro primer superordenador cuántico, aplicaremos medidas adicionales de rigor incorporando comentarios a lo largo del proceso.
También nos estamos preparando ahora para un futuro seguro desde el punto de vista cuántico. Microsoft tiene un plan integral para garantizar que todos nuestros servicios sigan siendo seguros y se está asociando con nuestros clientes y el sector para apoyar esta importante transición.
La oportunidad que se nos presenta es inmensa. Científicos y empresas revolucionarán los componentes básicos de los productos cotidianos para dar paso a una nueva era de innovación y crecimiento económico. Juntos, podemos comprimir los próximos 250 años de química y ciencia de los materiales en los próximos 25.
Únete a Satya Nadella y a mí hoy en la sesión informativa virtual Accelerating Scientific Discovery (Acelerando el descubrimiento científico ) a las 8 a.m. PT o puedes verla más tarde bajo demanda. Compartiremos más información sobre la vista previa privada de Azure Quantum Elements, Copilot en Azure Quantum y nuestra hoja de ruta hacia un superordenador cuántico.