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Aeroespacial explora el horizonte del cálculo

Hola, un placer verte por aquí. En el teclado Simón Sánchez y esta vez hablaremos sobre Aeroespacial explora el horizonte del cálculo

Durante gran parte de la historia de la aviación, los diseñadores e ingenieros han realizado cálculos y experimentos sin la ventaja de las computadoras. Pero a medida que bajó el precio de la computación, se hizo evidente la ventaja competitiva conferida por la ingeniería digital. La industria aeroespacial ha alcanzado un punto de inflexión en el que la complejidad del trabajo de simulación requiere una mayor adopción de la informática de alto rendimiento.

A saber, un artículo in Aviation Week señala que el sector aeroespacial no ocupa un lugar destacado en la lista TOP500 de las supercomputadoras más rápidas del mundo. «Las Pléyades de la NASA en el Centro de Investigación Ames ocupan el puesto 21, muy por detrás del automóvil más rápido, el Tianhe-2 de China».

La potencia de cálculo de estas máquinas varía de 517 teraflops (HPC4) a 1,42 petaflops (Spirit) a 1,54 petaflops (Pléyades). En contraste, el sistema más rápido del mundo, Tianhe-2 en China, tiene un rendimiento de referencia de casi 33,900 teraflops (33,9 petaflops) y el segundo sistema más rápido, Titan, del Laboratorio Nacional Oak Ridge de los Estados Unidos, ha obtuvo un LINPACK de 17,6 petaflop.

El artículo cita un informe de marzo sobre el futuro de la dinámica de fluidos computacional publicado por el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. Que establece que se necesitan nuevos códigos de diseño y acceso a máquinas más potentes para «enfrentar los desafíos de la simulación de flujo turbulento completo y por separado en el diseño de operación de aeronaves o motores «.

Para continuar respaldando cargas de trabajo científicas e industriales avanzadas, los proveedores y sus socios académicos se esfuerzan por desarrollar supercomputadoras de próxima generación que sean aproximadamente 100 veces más rápidas que en la actualidad. Estos deberían ser sistemas masivamente paralelos con exaflop o mayor potencia de cálculo.

Aunque es probable que las técnicas y arquitecturas actuales se puedan explotar para otra generación de supercomputadoras, está ampliamente aceptado que la computación más allá de la exaescala requerirá la llegada de nuevas tecnologías. Los posibles candidatos post-silicio incluyen computación cuántica, computación superconductora, molecular y neuromórfica.

Lockheed Martin es uno de los fabricantes aeroespaciales que está evaluando algunas de estas alternativas. En 2010, Lockheed Martin compró la «primera computadora cuántica disponible comercialmente» de la startup canadiense D-Wave. El D-Wave 2 de 512 qubit está instalado en la Universidad del Sur de California (USC). Un segundo sistema D-Wave se vendió en 2013 a los socios Google, la NASA y la Asociación de Investigación Espacial de Universidades (USRA), que fundaron conjuntamente el Laboratorio de Inteligencia Artificial Cuántica para explorar aplicaciones para la máquina. Esta semana, Google anunció su intención de desarrollar procesadores cuánticos basados ​​en superconductores a través de una asociación con la Universidad de California, Santa Bárbara (UCSB).

La máquina D-Wave ha sido criticada por no ser una computadora cuántica «universal» completamente funcional. En efecto, el sistema es una computadora «adiabática» que utiliza el recocido cuántico para resolver un conjunto específico de aplicaciones llamadas problemas de optimización. Lockheed utiliza D-Wave para la verificación y validación de software, lo que se vuelve más costoso y requiere más tiempo a medida que los sistemas se vuelven más complejos. La prueba de software adaptativo y no determinista es otro caso de uso potencial.

Lockheed también está trabajando con investigadores de la Universidad de Maryland en una plataforma de computación cuántica integrada. Las partes firmaron un memorando de entendimiento que establece el Centro de Ingeniería Cuántica en la Universidad de Maryland, College Park en marzo. El objetivo de la colaboración es desarrollar una plataforma cuántica confiable que sea tan fácil de usar como lo son las computadoras convencionales en la actualidad.

«En el caso de los componentes cuánticos, es como si volviéramos a trabajar con los primeros transistores semiconductores en 1947», dijo el profesor de física de la Universidad de Maryland, el Dr. Chris Monroe, en anuncio oficial. “Estamos hablando de sistemas inusuales: campos de microondas y láser especialmente sintonizados entrenados con exquisita precisión en átomos individuales suspendidos con campos eléctricos y sumergidos en una cámara de vacío un millón de veces menos densa que el espacio exterior. Cada aspecto es desafiante a su manera, pero entendemos exactamente cómo funciona cada pieza. Nuestro objetivo ahora es integrar estos sistemas para que funcionen de manera coherente y confiable en armonía, al igual que la ingeniería de una aeronave compleja, de modo que el dispositivo sea más que la suma de sus partes «.

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