O Computador Quântico do Google é “47 anos” mais rápido do que o supercomputador mais rápido do mundo
O avanço em direção a computadores quânticos totalmente capazes e práticos não está desacelerando, e pesquisadores do Google são os mais recentes a anunciar um avanço significativo nas capacidades das máquinas atuais.
Embora chamemos esses dispositivos de computadores quânticos, eles se assemelham mais a protótipos do que os computadores quânticos podem ser: atualmente, eles requerem condições extremas e superespecíficas para operar e têm dificuldade em se manter estáveis e livres de erros.
Apesar dessas limitações, seu potencial de computação está se tornando cada vez mais impressionante.
O sistema mais recente desenvolvido pelo Google possui um total de 70 qubits operacionais – os equivalentes quânticos dos bits clássicos que podem representar 1, 0 ou ambos ao mesmo tempo, possibilitando o cálculo de certas operações em velocidades surpreendentes.
Especificamente, a equipe utilizou um complexo benchmark sintético chamado amostragem de circuitos aleatórios, que consiste exatamente no que parece – coletar leituras de processos quânticos gerados aleatoriamente.
Isso maximiza a velocidade das ações críticas, reduzindo o risco de ruídos externos destruírem o cálculo. Em seguida, eles estimaram quanto tempo os supercomputadores existentes levariam para executar as mesmas somas.
“Concluímos que nossa demonstração está firmemente no regime de computação quântica além do clássico”, escrevem os pesquisadores em seu artigo recente.
Frontier está 47 anos atrás do Google
O supercomputador Frontier, atualmente o mais poderoso do mundo, levaria pouco mais de 47 anos para realizar os mesmos cálculos, sugerem os pesquisadores, enquanto o computador quântico Sycamore do Google conseguiu fazê-lo em apenas alguns segundos.
Um grupo de engenheiros do Google fez algo semelhante em 2019, com 53 qubits. Como antes, há um debate sobre a utilidade e praticidade dessas simulações específicas e o quão justo (ou não) é comparar o desempenho dos supercomputadores com o que foi alcançado aqui.
No entanto, a equipe do Google é clara em suas afirmações de que isso demonstra a supremacia quântica: a ideia de que os computadores quânticos realmente podem lidar com processos acima e além do que até mesmo os computadores clássicos mais rápidos podem lidar.
As novas experiências também nos fornecem mais informações sobre como o ruído quântico – a incerteza e fragilidade inerentes em um computador quântico enquanto opera na paisagem nebulosa de probabilidades – pode impactar os processos em andamento e, em alguns casos, levar a novas fases ou estados em um sistema quântico.
Superar esse ruído para registrar corretamente os estados dos qubits é essencial para fazer com que os computadores quânticos funcionem corretamente, e já vimos cientistas tentando abordar o problema de várias maneiras no passado.
De acordo com Steve Brierley, CEO da empresa quântica Riverlane no Reino Unido, essAs conquistas no desenvolvimento de computadores quânticos totalmente capazes e práticos continuam progredindo, e pesquisadores do Google recentemente alcançaram um avanço significativo nas capacidades das máquinas quânticas existentes.
Embora esses dispositivos sejam chamados de computadores quânticos, eles se assemelham mais a protótipos que mostram o potencial dos computadores quânticos. Atualmente, eles requerem condições extremas e superespecíficas para operar e muitas vezes têm dificuldade em manter a estabilidade e minimizar erros.
Apesar dessas limitações, seu poder de computação continua impressionando os pesquisadores. O sistema mais recente desenvolvido pelo Google consiste em 70 qubits operacionais, que são equivalentes quânticos dos bits clássicos. Os qubits têm a capacidade única de representar simultaneamente 0 e 1, permitindo cálculos serem realizados em velocidades notáveis.
Como mensurar o que é tão inédito assim?
Para mensurar as capacidades de seu sistema, a equipe do Google utilizou um benchmark complexo chamado amostragem de circuitos aleatórios. Esse benchmark envolve coletar dados de processos quânticos gerados aleatoriamente. Ao utilizar esse método, a equipe pôde acelerar ações críticas, reduzindo o risco de perturbações externas afetarem os cálculos. Além disso, eles estimaram o tempo que os supercomputadores atuais levariam para realizar os mesmos cálculos.
Com base em seus resultados, os pesquisadores concluíram que sua demonstração se enquadra na categoria de computação quântica além do clássico. Comparativamente, o supercomputador Frontier, atualmente o computador mais poderoso do mundo, levaria mais de 47 anos para concluir os cálculos, enquanto o computador quântico Sycamore do Google realizou a tarefa em apenas alguns segundos.
Uma conquista semelhante foi realizada por um grupo de engenheiros do Google em 2019, utilizando 53 qubits. Como antes, a utilidade e a praticidade dessas simulações específicas, assim como a justiça de comparar o desempenho de supercomputadores com computação quântica, são temas de debate.
No entanto, a equipe do Google afirma claramente que esse feito estabelece a supremacia quântica. Essa ideia sugere que os computadores quânticos são capazes de lidar com processos que ultrapassam as capacidades dos computadores clássicos mais rápidos.
As experiências recentes também proporcionam mais informações sobre o impacto do ruído quântico, que surge devido à incerteza inerente e fragilidade dos computadores quânticos ao operarem dentro do cenário probabilístico. Em alguns casos, esse ruído pode levar a novas fases ou estados dentro do sistema quântico. Superar esse ruído e registrar corretamente os estados dos qubits é crucial para o bom funcionamento dos computadores quânticos. Cientistas têm adotado diversas abordagens para enfrentar esse desafio no passado.
De acordo com Steve Brierley, CEO da empresa quântica Riverlane no Reino Unido, essas experiênciasrepresentam mais um marco importante na pesquisa em computação quântica. Brierley afirmou que as controvérsias sobre a supremacia quântica foram resolvidas.
Embora um artigo sobre essa nova pesquisa esteja disponível no arXiv, é importante ressaltar que ele ainda não passou por revisão por pares. [ScienceAlert]
