Estamos prestes a ultrapassar o ponto de “supremacia quântica” na computação

Por , em 6.09.2017

Na 4ª Conferência Internacional sobre Tecnologias Quânticas, ocorrida em Moscou no mês passado, os sinais indicavam que a Google que seria o destaque do evento. A equipe da empresa dedicou-se ao preparo de uma palestra sobre um computador quântico de 49 qubits que eles utilizam em seus escritórios.

No entanto, uma palestra apresentada naquela manhã por Mikhail Lukin, da Universidade de Harvard, superou a esperada apresentação da Google com um comunicado: sua equipe de pesquisadores, entre americanos e russos, testou com sucesso um dispositivo de 51 qubits, estabelecendo um marco na corrida pela supremacia quântica.

Revolução tecnológica

Computadores quânticos são considerados parte da próxima geração da revolução tecnológica: buscam-se dispositivos que usam os estados intermediários de partículas quânticas para acelerar o poder de processamento das máquinas digitais.

A verdade é, ao mesmo tempo, fascinante e decepcionante. É improvável que, por exemplo, seja possível jogar o Grand Theft Auto VR8K-3000 em um Playstation 7 de caldo quântico. Desculpe, pessoal.

A computação quântica não se resume a trocar um tipo de chip por um outro, mais rápido. O que ela faz é garantir um terceiro tipo de bit, enquanto os computadores comuns têm apenas dois. Na computação quântica, aplica-se a superposição quântica – aquela nuvem extra de possibilidades que uma partícula ocupa antes de observarmos sua existência cimentada em um dentre dois estados diferentes – para resolver problemas computacionais altamente complexos.

Embora esses tipos de problemas representem um processo longo e tedioso que se impõe até mesmo em nossos melhores supercomputadores, a combinação de “qubit” de um computador quântico de 1s, 0s e esse espaço extra entre eles pode dar conta de alguns exercícios. Dentre estes, a simulação de sistemas quânticos em moléculas ou a fatorização de números primos muito mais fáceis de serem comprimidos.

Isso não quer dizer que a computação quântica não poderá jamais ser uma adição útil para seu computador doméstico. Mas, até mesmo para começar a sonhar com as possibilidades, há uma série de problemas que devem ser solucionados primeiro.

Um deles é aumentar rapidamente um punhado de qubits de menos de 20 para algo que comece a rivalizar com nossos melhores supercomputadores clássicos nas tarefas mais complexas. Esse número? Cerca de 50 vezes, um valor que muitas vezes se refere em termos bastante arrebatadores como a supremacia quântica.

Pesquisa e procedimentos

O dispositivo de Harvard baseou-se em uma série de átomos ultrarresfriados de rubídio mantidos em uma armadilha de ímãs e pinças laser. Depois, essas pinças foram estimuladas de modo a garantir que seus estados quânticos fossem usados ​​como um único sistema.

Os pesquisadores conseguiram controlar 51 desses átomos capturados de tal maneira que pudessem modelar uma mecânica quântica bastante complexa, algo bem fora do alcance de seu computador de mesa comum.

Embora a modelagem tenha sido usada principalmente para testar os limites desse tipo de configuração, pesquisadores obtiveram informações úteis sobre a dinâmica quântica associada ao chamado fenômeno de muitos corpos.

Felizmente, eles ainda foram capazes de testar suas descobertas relativamente mais simples usando computadores clássicos, descobrindo que sua técnica caberia no orçamento disponível.

Atenção da ciência

A pesquisa está atualmente no site arXiv.com, aguardando a revisão em pares. Mas o anúncio certamente manteve a comunidade da computação quântica atenta e em discussão sobre as possibilidades e consequências de alcançar tais limites.

O número mágico de 50 qubits é mais um horizonte relativo do que um marco verdadeiro. Não houve grandes mudanças no mundo da computação quântica a partir do anúncio de Harvard, e ainda temos um longo caminho a percorrer para que esse tipo de tecnologia seja útil para trazer descobertas significativas.

O próprio plano da Google para um dispositivo de 49 qubit usa um processo completamente diferente para o Lukin, dependendo de chips quânticos de quantum múltiplo que empregam uma estrutura supercondutiva de estado sólido chamada junção Josephson.

Eles provaram sua tecnologia com uma versão mais simples de 9 qubit e planejam impulsionar gradualmente seu objetivo.

Critérios quânticos

Sem entrar em detalhes, cada uma das tecnologias tem seus prós e contras quando se trata de dimensionamento e confiabilidade.

Um problema significativo da computação quântica será como tornar o sistema mais confiável e o mais livre de erros quanto possível. Enquanto a computação clássica pode duplicar processos para reduzir o risco de erros, a natureza probabilística de qubits torna isso impossível para os cálculos quânticos.

Há também a questão de como conectar várias unidades juntas para formar processadores cada vez maiores.

Quais métodos abordarão melhor estas preocupações a longo prazo é o palpite geral.

“Existem várias plataformas que são muito promissoras, e todas estão entrando num patamar interessante, como tamanhos de sistema que você não pode simular com computadores clássicos”, disse Lukin a Himanshu Goenka, da International Business Times.

“Mas eu acho que é muito prematuro escolher um vencedor entre eles. Além disso, se estamos pensando em escalas verdadeiramente imensas, ou centenas de milhares de qubits, os sistemas que serão necessários para alguns algoritmos, para ser honesto, não penso alguém saiba como ir até lá”.

É um pequeno passo na estrada rumo aos cem mil qubits, mas a dificuldade não faz a passagem deste marco algo menos significativo. [ScienceAlert]

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (17 votos, média: 4,76 de 5)

Deixe seu comentário!