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A corrida para ampliar a capacidade dos computadores quânticos passa por um desafio que vai além dos processadores: manter parte dessas máquinas em temperaturas próximas do zero absoluto. Um sistema de refrigeração modular da IBM, por exemplo, atingiu menos de 15 milikelvins, o equivalente a aproximadamente –273,14 °C.
O resultado fica abaixo da temperatura de referência do espaço profundo, de cerca de 2,7 kelvins (–270,45 °C). O frio extremo ajuda a proteger os qubits, unidades de informação da computação quântica.
Enquanto os bits dos computadores tradicionais representam zero ou um, os qubits podem combinar os dois estados em um fenômeno chamado superposição. Essa propriedade permite operações que seguem uma lógica diferente da utilizada pelos computadores tradicionais,
O problema é que esses estados são sensíveis a interferências. Nos processadores com qubits supercondutores, a energia térmica pode provocar alterações indesejadas e aumentar a probabilidade de erros.
Por isso, a refrigeração é parte essencial da infraestrutura necessária para realizar os cálculos, segundo reportagem do Engadget. Processador quântico da IBM
Divulgação Para alcançar temperaturas tão baixas, os equipamentos utilizam refrigeradores de diluição.
O resfriamento ocorre em etapas e explora as propriedades de uma mistura de dois isótopos de hélio. O processador fica na região mais fria, protegido por uma estrutura que ajuda a reduzir a entrada de calor.
Mas ampliar essas máquinas traz dificuldades adicionais. Os cabos usados para controlar e ler os qubits também podem conduzir calor para o interior do sistema.
A expansão exige uma infraestrutura que acomode mais conexões sem comprometer as condições de operação dos processadores. Uma das apostas da IBM é conectar módulos refrigerados em um ambiente compartilhado.
Em agosto, a empresa anunciou que havia unido e resfriado dois desses módulos, em uma arquitetura projetada para interligar centenas de chips quânticos. O desenvolvimento integra seu plano de entregar, em 2029, o Starling, computador que pretende tornar tolerante a falhas, uma meta que depende também de avanços na correção de erros e no desenho dos processadores.
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