Os computadores quânticos podem superar os computadores clássicos em responder questões práticas em dois anos, de acordo com um novo experimento conduzido pela IBM. A demonstração sugere que a verdadeira supremacia quântica, quando os computadores quânticos ultrapassarem os digitais clássicos, pode ocorrer surpreendentemente em breve.
“Essas máquinas estão chegando”, disse Sabrina Maniscalco, CEO da Algorithmiq, startup de computação quântica com sede em Helsinque, em entrevista à Nature News.
Em um novo estudo publicado na última quarta-feira, os cientistas usaram o computador quântico da IBM, conhecido como Eagle, para simular as propriedades magnéticas de materiais reais mais rapidamente do que um computador clássico pode fazer. Isso foi alcançado graças ao uso de um processo especial de redução de erros que compensou o ruído, uma desvantagem fundamental dos computadores quânticos.
Computadores tradicionais baseados em chips de silício contam com “bits” que podem assumir apenas um de dois valores: 0 ou 1.
Em contraste, os computadores quânticos usam bits quânticos, ou qubits, que podem adquirir vários estados ao mesmo tempo. Os qubits dependem de fenômenos quânticos como a superposição, onde uma partícula pode existir em vários estados ao mesmo tempo, e o emaranhamento quântico, onde os estados de partículas distantes podem ser ligados de tal forma que a mudança de um deles muda instantaneamente o outro. Em teoria, isso permite que os qubits realizem cálculos muito mais rapidamente e em paralelo, coisas que os bits digitais fariam lenta e sequencialmente.
Mas, historicamente, os computadores quânticos tiveram um calcanhar de Aquiles: os estados quânticos dos qubits são incrivelmente delicados e até mesmo a menor influência externa pode alterar permanentemente seu estado – e, portanto, as informações que eles carregam. Isso torna os computadores quânticos muito propensos a erros ou “ruidosos”.
Em um novo experimento de prova de princípio, o supercomputador Eagle de 127 qubits, que usa qubits construídos em circuitos supercondutores, calculou o estado magnético completo de um sólido bidimensional. Os pesquisadores então mediram cuidadosamente o ruído produzido por cada um dos qubits. Acontece que certos fatores, como defeitos no material do supercomputador, podem prever com segurança o ruído gerado em cada qubit. A equipe então usou essas previsões para modelar como seriam os resultados sem esse ruído.
Alegações de superioridade quântica já surgiram antes: em 2019, os cientistas do Google alegaram que o computador quântico da empresa, conhecido como Sycamore, resolveu um problema em 200 segundos que levaria um computador comum 10 anos. Mas o problema que ele resolveu - basicamente cuspir uma enorme lista de números aleatórios e depois verificar sua precisão - não tinha aplicação prática.
Em contraste, a nova demonstração da IBM trata de um problema físico real, embora altamente simplificado.
"É encorajador que funcione em outros sistemas e algoritmos mais complexos", disse John Martinis, físico da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, que alcançou o resultado. Google 2019, em entrevista à Nature News.
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