O Globo
A IBM deu mais um passo para tornar realidade computadores quânticos com aplicações reais. A gigante mostrou nesta quarta (12) a nova versão de seu processador quântico, o Nighthawk r3, que amplia a escala, a velocidade e a qualidade das operações, permitindo a resolução de problemas mais complexos.
Programado para chegar no ano que vem, o novo processador suporta até 10 mil operações quânticas, contra as 7,5 mil realizadas pelo Nighthawk r2, lançado em setembro. O objetivo da IBM é lançar em 2029 o processador Starling, que prevê capacidade de 100 milhões de operações — o que pode viabilizar a resolução de problemas impossíveis de serem resolvidos por supercomputadores clássicos.
Amazon, Google e Microsoft, além de empresas chinesas, também estão na corrida quântica. Para a IBM, cada nova geração do Nighthawk permite testar o funcionamento das arquiteturas dos chips.
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— Acho que nunca tivemos um ano em que houvesse tanto progresso em hardware e software combinados — disse Oliver Dial, diretor de tecnologia da IBM Quantum, em apresentação para jornalistas. Para chegar a esses resultados, o Nighthawk r3 passou por uma reformulação no design e traz agora 520 qubits programáveis.
Na computação quântica, as informações são armazenadas e processadas por qubits, ou bits quânticos. Ao contrário da computação clássica de PCs e smartphones, cujo bit assume o valor 0 ou 1, o qubit expressa o 0 e o 1 ao mesmo tempo, por um fenômeno chamado superposição.
O novo chip tem 2.034 qubits físicos, dos quais 520 podem ser acessados e manipulados por software — ou seja, são programáveis. O antecessor tinha 120 qubits programáveis.
Até o fim de 2027, a empresa pretende unificar dois chips r3 em um único sistema com 1.040 qubits programáveis. A ideia de módulos também faz parte da construção do Starling.
A companhia acredita que terá mais sucesso em controlar as taxas de erro conectando diferentes módulos, em vez de tentar fabricar um único processador quântico gigantesco. Dessa maneira, pode substituir módulos que apresentem menor desempenho sem descartar o sistema completo.
Para que os módulos funcionem, o r3 terá 10 interconexões de longo alcance entre chips, chamadas de loupers. Elas funcionam como uma “cola”, que unifica módulos de processadores menores em um único sistema quântico.
A gigante estima que, no Starling, precisará de 20 loupers para cada par de módulos do sistema. Atualmente, a IBM já conseguiu conectar dois Nighthawk r1 usando 4 loupers e testa conectar dois Nighthawk r2 também com 4.
— Os loupers são absolutamente essenciais para o nosso sistema. Queremos construir um sistema modular a partir de processadores quânticos na ordem de 500 qubits.
Queremos fazer isso porque acreditamos que esse tamanho é grande o suficiente para ser prático e suportar grandes códigos de correção de erros em cada processador, mas ainda pequeno o suficiente para podermos construir módulos substituíveis. Eles são a base sobre a qual o Starling será construído — afirmou Dial.
No teste de conexão com o r1, a IBM atingiu fidelidade de transferência de estado quântico de até 99,4%. O objetivo é elevar esse número para 99,9%.
Todo o trabalho feito pelas gigantes da computação quântica visa mitigar e solucionar erros nos sistemas. Os qubits são muito frágeis, o que destrói a superposição e leva ao erro no processamento da informação — essas propriedades são resultado do comportamento coletivo de átomos, elétrons, fótons ou outras partículas subatômicas dentro de materiais supercondutores, que levam a estados da matéria que não existem classicamente.
Se os erros forem solucionados em larga escala, a promessa é de que os computadores quânticos serão capazes de resolver problemas complexos, como a criação de novos materiais, o desenvolvimento de novos remédios e a solução de operações logísticas e financeiras. É algo que Dial acredita estar próximo de acontecer:
— Acho que resolveremos problemas comercialmente relevantes, que estão além do alcance dos computadores clássicos, muito em breve. Para chegar a esse patamar, o pesquisador afirma serem necessários processadores quânticos maiores e de maior qualidade, aumento da densidade de fiação e de sinalização dos sistemas, expansão do sistema criogênico modular para uma escala três vezes maior do que a demonstrada até agora e capacidade de decodificação em tempo real para correção de erros.
