TangleLab lança supercomputação quântica híbrida com US$ 5 mi

Computação Quântica

Nova plataforma combina diferentes tecnologias para avançar a computação híbrida com investimento significativo.

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O Pittsburgh Supercomputing Center (PSC), nos Estados Unidos, está criando o TangleLab, uma plataforma híbrida de supercomputação que integra processadores quânticos (QPUs), GPUs e sistemas clássicos de alta performance (HPC), com foco em problemas complexos de otimização, simulação avançada e inteligência artificial – e um recado direto para CIOs: a computação do futuro será orquestrada e híbrida, não quântica isolada.

PSC mira “utilidade quântica” com plataforma aberta

O TangleLab nasce como um laboratório nacional para testar, em escala, como QPUs podem trabalhar de forma integrada com supercomputadores clássicos em fluxos de trabalho multi-camadas. O projeto recebe US$ 5 milhões da National Science Foundation (NSF) e é desenvolvido em parceria com HPE e Rigetti Computing.

“Nós não estamos implantando um computador quântico independente. Nosso objetivo é fazer do TangleLab a plataforma protótipo aberta para um futuro onde o processamento e distribuição de informação quântica sejam elementos centrais da ciberinfraestrutura avançada”, afirma o diretor de Pesquisa e Desenvolvimento do PSC, Dr. Bruno Abreu.

A estratégia desloca o foco da corrida por métricas abstratas – como contagem de qubits e redução de erros – para a chamada “utilidade quântica”: cenários em que sistemas híbridos entregam ganhos concretos em velocidade, precisão, custo ou eficiência energética, impossíveis de alcançar apenas com infraestrutura clássica.

Na prática, o PSC enxerga os processadores quânticos como aceleradores altamente especializados, de forma semelhante ao papel que as GPUs assumiram na revolução do aprendizado de máquina. O TangleLab combina hardware quântico da Rigetti com arquiteturas de supercomputação da HPE e aceleradores clássicos para atacar problemas específicos de otimização e simulação com aplicações diretas em setores como finanças, logística, farmacêutica e IA.

Entenda o contexto

Para líderes de TI e CIOs, a mensagem é que computadores quânticos não devem ser pensados como substitutos dos data centers atuais, mas como peças de um ecossistema híbrido. A orquestração entre QPUs, GPUs e CPUs será o centro das estratégias de infraestrutura avançada nos próximos anos.

Em vez de apostar em um “supercomputador quântico” isolado, o PSC defende arquiteturas em que problemas complexos são decompostos: partes ficam com a infraestrutura clássica, partes são aceleradas em GPUs e blocos matematicamente mais difíceis vão para QPUs. Essa abordagem busca tornar os recursos quânticos componíveis e escaláveis para aplicações científicas e empresariais reais.

O TangleLab funciona como ambiente de testes aberto para essa integração: pesquisadores podem experimentar diferentes formas de acoplar QPUs a clusters de HPC, ajustar software, algoritmos e middlewares e medir de forma objetiva quando a computação quântica agrega valor mensurável.

Infraestrutura: AMD, HPE e Rigetti na mesma pilha

Do lado clássico, o PSC aposta pesado em arquitetura AMD em colaboração com a HPE. O centro opera o AMD Heterogeneous Accelerated Compute Cluster (HACC), que reúne nós com dois processadores AMD EPYC 9654, cada um com 96 núcleos, totalizando 192 núcleos por nó, além de 16 GPUs AMD Instinct MI210 e 8 aceleradores AMD Alveo V80 dedicados a computação intensiva.

Essa base heterogênea é o terreno de testes perfeito para integrar o hardware quântico da Rigetti, que será conectado à infraestrutura de HPC da HPE. A combinação permite explorar diferentes modelos de acoplamento – desde chamadas pontuais a QPUs para sub-rotinas críticas até fluxos contínuos de dados entre o ambiente clássico e o quântico.

Outro pilar é o Bridges-2, sistema baseado em arquitetura HPE Cray com processadores AMD EPYC 7742 de 64 núcleos, somando 128 núcleos por nó. O PSC prepara também o Bridges-3, que seguirá a linha de nós com alto número de núcleos AMD EPYC para processamento massivo em paralelo, alinhado à próxima geração de infraestrutura para IA e supercomputação que HPE e AMD vêm desenvolvendo em conjunto.

Essa malha de CPUs de alta contagem de núcleos, GPUs e aceleradores dedicados é o ambiente em que o TangleLab vai operar, tratando o processador quântico como mais um recurso de aceleração especializado, porém integrado de forma nativa à pilha de HPC.

Força de trabalho é gargalo e prioridade

Além do desafio técnico, o PSC coloca a formação de talentos no centro da estratégia. Para Dr. Bruno Abreu, a lacuna de profissionais capazes de operar em ambientes híbridos é hoje um dos principais entraves para a computação quântica aplicada.

Desenvolver aplicações para um supercomputador híbrido exige um perfil raro: engenheiros e cientistas que dominem otimização em HPC clássico, pipelines de IA e aprendizado de máquina e, ao mesmo tempo, desenho de circuitos quânticos e algoritmos especializados.

“O momento de construir uma força de trabalho pronta para a computação quântica é agora”, alerta Abreu. O TangleLab se propõe a funcionar também como recurso educacional aberto, oferecendo acesso prático ao ambiente, workshops, treinamentos e consultorias para pesquisadores, estudantes e equipes técnicas de empresas.

A ideia é criar uma comunidade capaz de desenvolver e testar novos algoritmos híbridos, explorar frameworks de programação que escondam parte da complexidade quântica e, sobretudo, preparar cientistas de dados e arquitetos de infraestrutura para ambientes em que chamadas a QPUs sejam tão naturais quanto o uso de GPUs hoje.

Impacto para empresas e próximos passos

Para organizações que lidam com problemas de grande escala – de roteirização logística a precificação de derivativos, passando por descoberta de fármacos e treinamento de modelos avançados de IA –, a aposta do PSC aponta um caminho prático: investir desde já em arquiteturas e equipes preparadas para a computação híbrida.

O TangleLab deve ser expandido como plataforma protótipo aberta, com intensificação dos testes de integração entre QPUs e sistemas HPC e desenvolvimento de soluções aplicadas a desafios reais de mercado. O modelo de parceria público-privada entre PSC, HPE, Rigetti e NSF é visto como forma de acelerar tanto a inovação tecnológica quanto a transferência de conhecimento para a indústria.

A expectativa é que, à medida que o hardware quântico avança, empresas que já tiverem pipelines, dados e equipes adaptados a esse paradigma híbrido consigam capturar vantagens competitivas em custo, desempenho e velocidade de inovação. Quem ficar preso apenas à infraestrutura clássica corre o risco de ver essa diferença se transformar em defasagem tecnológica e econômica.