O progresso em direção a computadores quânticos totalmente capazes e práticos não está diminuindo, e os pesquisadores do Google são os últimos a anunciar um passo significativo nas capacidades das máquinas atuais.
Embora chamemos esses dispositivos de computadores quânticos, eles são mais como protótipos do que os computadores quânticos podem ser: no momento, eles exigem condições extremas e superespecíficas para operar e lutam para permanecer estáveis e livres de erros.
Apesar dessas limitações, seu potencial de computação está se tornando cada vez mais impressionante.
O sistema mais recente executado pelo Google tem um total de 70 qubits operacionais – os equivalentes quânticos dos bits clássicos que podem representar 1, ou 0, ou ambos ao mesmo tempo, potencialmente permitindo que certos cálculos sejam executados em velocidades surpreendentes.
Especificamente, a equipe usou um benchmark sintético complexo chamado amostragem de circuito aleatório, que é exatamente o que parece – fazendo leituras de processos quânticos gerados aleatoriamente.
Isso maximiza a velocidade das ações críticas, reduzindo o risco de ruído externo destruir o cálculo. Eles então estimaram quanto tempo os supercomputadores existentes levariam para executar as mesmas somas.
“Concluímos que nossa demonstração está firmemente no regime da computação quântica além da clássica”, escrevem os pesquisadores em seu artigo recente.
O supercomputador Frontier, atualmente o computador mais poderoso do mundo, levaria pouco mais de 47 anos para processar os mesmos números, sugerem os pesquisadores, enquanto o computador quântico Sycamore conseguiu isso em meros segundos.
Um grupo que incluía engenheiros do Google fez algo semelhante em 2019, com 53 qubits. Então, como agora, há um debate a ser feito sobre quão úteis e práticas são essas simulações específicas e quão justo (ou não) é comparar o desempenho dos supercomputadores comuns com o que foi gerenciado aqui.
No entanto, a equipe do Google é clara em suas afirmações de que isso demonstra a supremacia quântica: a ideia de que os computadores quânticos realmente podem lidar com processos acima e além de qualquer coisa que até mesmo os computadores clássicos mais rápidos podem lidar.
Os novos experimentos também nos dizem mais sobre como o ruído quântico – a incerteza e a fragilidade inerentes a um computador quântico conforme ele opera no cenário difuso de probabilidades – pode ter um impacto nos processos enquanto estão em execução e, em alguns casos, levar a novas fases (ou estados) em um sistema quântico.
Trabalhar com esse ruído para registrar corretamente os estados dos qubits é essencial para que os computadores quânticos funcionem corretamente, e vimos cientistas tentarem resolver o problema de várias maneiras no passado.
De acordo com Steve Brierley, executivo-chefe da empresa quântica Riverlane, no Reino Unido, esses últimos experimentos representam outro “grande marco” na pesquisa de computação quântica.
“A disputa sobre se alcançamos, ou de fato poderíamos alcançar, a supremacia quântica está agora resolvida”, disse Brierley ao The Telegraph.
Um artigo sobre a nova pesquisa está disponível no arXiv, mas ainda não foi revisado por pares.
Por David Nield
Publicado no ScienceAlert