Computador quântico da IBM
Divulgação/IBM
A IBM anunciou nesta quinta-feira (30) três demonstrações que, segundo a empresa, representam um avanço na chamada vantagem quântica, quando um computador quântico consegue resolver problemas além da capacidade dos computadores clássicos.
O diferencial, afirma a companhia, é que, além de atingir a vantagem quântica, os resultados podem ser verificados, um dos principais desafios da área.
Com os computadores quânticos se tornando cada vez mais poderosos, eles passam a resolver problemas tão complexos que os computadores convencionais deixam de ser capazes de reproduzir os cálculos para verificar se as respostas estão corretas.
A pergunta, portanto, é como verificar os resultados e comprovar de forma definitiva que eles resolvem problemas que os computadores clássicos não conseguem resolver.
Em parceria com pesquisadores da Universidade de Chicago e com as empresas Qedma e Algorithmiq, a IBM fez três demonstrações que buscam justamente comprovar que é possível realizar cálculos inacessíveis aos principais métodos clássicos de simulação e, ao mesmo tempo, obter evidências de que as respostas são confiáveis.
"Estamos agora firmemente na era da vantagem quântica", afirmou Jay Gambetta, diretor do IBM Research e IBM Fellow, em nota.
"Este marco oferece a cientistas, desenvolvedores e empresas uma nova base para confiar nos computadores quânticos à medida que eles evoluem para resolver problemas muito além do que podemos alcançar de forma clássica”.
Três demonstrações
Os três estudos exploram aplicações diferentes para demonstrar que a computação quântica pode produzir resultados além do alcance da computação clássica, sem deixar a confiabilidade de lado.
No trabalho desenvolvido com pesquisadores da Universidade de Chicago, por exemplo, a equipe demonstrou vantagem quântica por meio de um avanço em circuitos lógicos.
A equipe utilizou uma nova técnica de correção de erros que permitiu a um computador quântico da IBM produzir um padrão extremamente complexo em menos de 15 minutos.
Segundo a empresa, reproduzir esse cálculo por métodos clássicos exigiria um tempo de processamento considerado inviável pelos principais métodos de simulação, enquanto a nova abordagem forneceu garantias sobre a qualidade do padrão gerado.
Já a parceria com a startup Qedma utilizou software de mitigação de erros para simular o comportamento magnético de materiais quânticos com o passar do tempo.
Os resultados permaneceram consistentes mesmo quando comparações com os principais métodos clássicos deixaram de produzir respostas confiáveis, incluindo testes realizados com o supercomputador Fugaku, do Japão.
Segundo a empresa, esses resultados consolidam os computadores quânticos como ferramentas confiáveis para a exploração de novas áreas da física que podem levar a melhores supercondutores, optoeletrônicos e outros materiais avançados.
O terceiro caso, realizado com a empresa Algorithmiq, simulou o comportamento de materiais quânticos heterogêneos, um problema além da capacidade dos principais métodos clássicos de simulação.
Como não havia como confrontar a resposta com a de um computador convencional, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia alternativa para avaliar a confiabilidade dos resultados: repetiram os cálculos variando o ruído do sistema e testando em múltiplos processadores quânticos, verificando se as respostas se mantinham estáveis.
“Os computadores quânticos chegaram ao ponto em que podem atender aos critérios fundamentais da vantagem: superar os principais métodos clássicos e produzir resultados nos quais podemos confiar com segurança.
Este é um marco decisivo para o futuro dos computadores quânticos, à medida que avançamos rumo a uma escala muito além do que seria possível apenas com computadores clássicos — e exploramos novos domínios da física, dos materiais, das ciências da vida e muito mais”, afirmou Gambetta.
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