No dia 23 de outubro de 2019, o Google deu um passo muito importante no campo dos computadores quânticos. Nesse dia, a equipe de cientistas liderada por John Martinis publicou na revista Nature um artigo detalhando o procedimento utilizado para alcançar a tão esperada supremacia quântica. Em termos simples, esse conceito se refere ao marco atingido quando um computador quântico consegue resolver um problema mais rapidamente do que um supercomputador clássico.
A conquista da equipe de Martinis gerou uma infinidade de debates sobre as condições em que foi alcançada e sua relevância real, mas deixou claro que o Google está investindo muitos recursos em computadores quânticos.
O Willow, processador quântico que protagoniza este artigo, é mais uma prova disso. Ele não é um chip quântico com o maior número de qubits supercondutores (possui 105); no entanto, segundo o Google, esse processador demonstra que a correção exponencial de erros quânticos é possível.
Willow abre caminho para a chegada dos computadores quânticos totalmente funcionais
O principal desafio enfrentado pelos computadores quânticos na correção de erros é o ruído, entendido como as perturbações que podem alterar o estado interno dos qubits e introduzir erros nos cálculos.
A estratégia adotada por muitos grupos de pesquisa envolvidos no desenvolvimento de computadores quânticos consiste em monitorar as operações realizadas pelos qubits para identificar e corrigir os erros em tempo real. O problema é que, na prática, essa abordagem é extremamente desafiadora.
O Willow, o processador quântico recém-apresentado pelo Google, redefine essa perspectiva. De acordo com seus criadores, ele é capaz de reduzir os erros de forma exponencial à medida que o número de qubits aumenta. Isso já soa promissor, mas, na verdade, é ainda mais importante do que parece. Até agora, o aumento no número de qubits de um computador quântico tornava muito mais difícil controlar o ruído e a interação entre eles, dificultando a correção de erros.
Até agora, conforme o número de qubits em um computador quântico aumentava, ficava muito mais difícil controlar o ruído e a interação entre eles.
Presumivelmente, no momento em que você estiver lendo este texto, estará disponível na Nature um artigo científico no qual os pesquisadores do Google explicam em detalhes como comprovaram que a tecnologia implementada no processador quântico Willow consegue atingir uma redução exponencial na taxa de erros.
Esse marco é conhecido como "estar abaixo do limiar" e traz uma consequência muito importante: o computador quântico nunca passará a se comportar como um computador clássico, garantindo que ele não perderá a vantagem proporcionada por sua natureza quântica.
Além disso, em teoria, quando o Google conseguir aumentar drasticamente o número de qubits em seus chips quânticos, sua tecnologia de correção de erros em tempo real deverá permitir que seu hardware quântico enfrente uma ampla gama de problemas.
Esse avanço provavelmente marcará a chegada dos computadores quânticos totalmente funcionais.
Porém, o Willow já alcançou outro feito impressionante: ele resolveu um cálculo padrão de referência, usado para avaliar a capacidade de computadores quânticos, em menos de cinco minutos. Segundo o Google, um dos supercomputadores mais poderosos disponíveis atualmente levaria 10 septilhões de anos para realizar o mesmo cálculo – um número que supera em muito a idade do universo.
O próximo passo que os engenheiros do Google planejam dar é extremamente ambicioso: realizar o primeiro cálculo útil além da computação clássica. Isso significa, basicamente, que eles pretendem usar seu hardware quântico para resolver um problema do mundo real que não pode ser enfrentado por um supercomputador clássico.
É claro que, para atingir esse objetivo, será necessário um processador quântico com muito mais qubits. No entanto, os engenheiros defendem que a tecnologia do Willow tornará isso possível no futuro. Tomara que consigam. Se isso acontecer, todos nós sairemos ganhando, já que essas máquinas poderão, potencialmente, ser usadas para desenvolver novos medicamentos, projetar baterias mais eficientes ou acelerar a chegada da energia de fusão, entre muitas outras aplicações.
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