Cómo EE. UU. puede ganar la carrera de la computación cuántica: análisis de noticias sobre computación de alto rendimiento | interiorHPC

crédito: computación atómica

Por Rob Hays, CEO, Atom Computing y Kristen Pudenz, Directora de Programas de Investigación Avanzada, Atom Computing

La computación cuántica definirá el siglo XXI. Es un cambio de paradigma único en una generación en el rendimiento de la computación que permite soluciones a problemas que ahora se consideran intratables. Con la tecnología cuántica, esperamos implementar nuevos tipos de simulaciones del mundo físico, investigación en ciencias de la vida, aprendizaje automático y optimizaciones de procesos para usar los recursos de manera más eficiente, reforzar la seguridad nacional y diseñar nuevos medicamentos y tratamientos médicos.

Durante mucho tiempo, EE. UU. ha liderado el mundo en tecnologías informáticas y ya tiene enormes activos y talento en computación cuántica. Sin embargo, es muy pronto para el liderazgo global cuántico y a largo plazo está lejos de estar asegurado. Todas las principales naciones industriales han declarado que la computación cuántica es una prioridad estratégica y están dedicando enormes recursos a ella. De acuerdo a un Informe del Foro Económico Mundial, la inversión pública en computación cuántica alcanzó los $30 mil millones en 2022 con China a la cabeza.

Hoy, Estados Unidos tiene más de 100 startups cuánticas, el porcentaje más alto del mundo de organizaciones que adoptan la computación cuántica, y la la mayoría de las patentes relacionadas con la cuántica presentadas. Este ecosistema cuántico vibrante no sería posible sin el apoyo y el liderazgo del gobierno de EE. UU., que ha invertido miles de millones en I+D y programas de desarrollo de la fuerza laboral. La Ley de Iniciativa Nacional Cuántica (NQI), aprobada en 2018, catalizó con éxito la industria cuántica de EE. UU. y la coordinación entre la industria, la academia y el gobierno.

Durante los próximos cinco años, se espera que la computación cuántica salga de la llamada era de los prototipos cuánticos ruidosos de escala intermedia (NISQ) y entre en la era comercial tolerante a fallas, cuando los sistemas serán lo suficientemente robustos para operar continuamente y entregar resultados precisos. desbloqueando un valor tremendo en una amplia gama de casos de uso industrial y gubernamental. Nuestra creciente industria cuántica necesita un fuerte apoyo continuo del gobierno de EE. UU. y la asociación con inversiones privadas durante este período crítico de transición para mantener la ventaja de ser el primero en moverse en este mercado emergente.

Así es como EE. UU. puede mantener su papel de liderazgo en la computación cuántica:

Aumentar la financiación pública. De acuerdo a McKinsey & Company, China ha comprometido $ 15.3 mil millones en fondos públicos para la computación cuántica, ocho veces más que EE. UU. y más del doble que los gobiernos de la Unión Europea. China ha declarado que no puede perder la próxima generación de liderazgo en computación y quedarse atrás, como sucedió con los semiconductores. Dado lo que está en juego, necesitamos una acción audaz por parte del gobierno de los EE. UU. para cerrar la brecha de inversión en forma de investigación primaria, subvenciones de investigación a socios privados, construcción y compra de plataformas de computación cuántica para la investigación de aplicaciones y despliegue de capital estratégico para financiar largo y profundo -Ciclos de desarrollo tecnológico.

Inversión diversificada en todas las modalidades de computación cuántica. Desde que se estableció el NQI hace cinco años, una nueva ola de tecnologías, como los átomos neutros y la fotónica, se han trasladado a la vanguardia del campo con el potencial de escalar más rápidamente. Estas modalidades no están respaldadas por la financiación actual de NQI porque no se establecieron cuando se distribuyeron los fondos. La financiación y el apoyo públicos, incluido el NQI renovado, deben distribuirse entre un conjunto más amplio de modalidades de computación cuántica para respaldar las nuevas evoluciones tecnológicas y aumentar nuestras posibilidades de mantener el liderazgo mundial. Hemos visto inversiones en modalidades más nuevas por parte de agencias gubernamentales individuales, como DARPA a través de su programa Underexplored Systems for Utility-Scale Quantum Computing (US2QC). Estos programas son esenciales para las modalidades emergentes.

El gobierno como socio y cliente. Es fundamental que el gobierno de los EE. UU. sea uno de los primeros en adoptar y ser cliente de los sistemas y/o servicios de computación cuántica y ayude a construir la base de usuarios al incentivar a las agencias e investigadores a explorar y adoptar la computación cuántica. La compra de tiempo o sistemas de computación cuántica multiplicaría los efectos de la financiación. Los ingresos y el sello de aprobación del gobierno de EE. UU. atraen más inversiones de riesgo en empresas de computación cuántica y retroalimentan el ecosistema de investigación, lo que le da a la tecnología más impulso en el desarrollo de aplicaciones y como ecosistema. Estamos viendo mayores esfuerzos en esta área con agencias como el Departamento de Energía de EE. UU., la Fundación Nacional de Ciencias y otras que emiten más solicitudes de financiación relacionadas con la tecnología cuántica o incorporan tecnologías cuánticas en oportunidades de financiación más amplias.

Garantizar la permanencia del talento de doctorado en los Estados Unidos. Los físicos cuánticos con nivel de doctorado experimentados son raros pero esenciales para hacer avanzar la industria de la computación cuántica. Muchos de estos doctores se están capacitando actualmente en universidades y empresas de EE. UU., pero luchan con los desafíos de visa e inmigración, incluso cuando sus talentos y habilidades benefician nuestra seguridad nacional y económica. Se requieren políticas estadounidenses favorables de control de exportaciones e inmigración para retener el escaso talento. Estos expertos impulsan la innovación estadounidense y el estado de su visa no debería estar en riesgo.

Voz de la industria de puesta en marcha en la política. Gran parte de la innovación comercial en computación cuántica proviene de empresas emergentes. El compromiso con representantes de empresas emergentes líderes contribuirá a mejores políticas. Se debe invitar a los fundadores de empresas emergentes a sentarse en la mesa de los comités asesores, como el Comité Asesor de la Iniciativa Nacional Cuántica, establecido para asesorar al presidente y al subcomité NSTC sobre el NQI junto con destacados investigadores académicos y legisladores gubernamentales

Priorizar la computación cuántica en los ecosistemas tecnológicos regionales de todo el país. Se requiere el desarrollo de la fuerza laboral, la creación de empleos y las colaboraciones entre organizaciones para construir una industria de computación cuántica sostenible en los EE. UU. que pueda superar a nuestros rivales globales. Los ecosistemas regionales que consisten en universidades, laboratorios de investigación y empresas coubicadas son una estrategia bien probada para fomentar un ciclo virtuoso de innovación. Estas comunidades para la innovación cuántica ya han surgido en los EE. UU., pero requerirán financiamiento y apoyo continuos de todos los niveles de gobierno para competir en la economía global.

Atom Computing construye computadoras cuánticas altamente escalables basadas en puertas con matrices atómicas de átomos neutros atrapados ópticamente, lo que permite a los investigadores y empresas lograr avances sin precedentes.

1Fuente: Inteligencia cuántica global, LLC. 2023.

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• Fuente: https://insidehpc.com/2023/06/how-the-u-s-can-win-the-quantum-computing-race/