O Google anunciou seu novo processador quântico de 72-qubit, chamado de Bristlecone, em uma conferência. Ele é um grande passo para a competição entre as empresas, mas qual a real importância dele?

A computação quântica entrou em uma nova era em que está se propondo a realizar tarefas difíceis. Alguns pesquisadores estão tentando demonstrar que seus computadores quânticos podem resolver problemas que supercomputadores não conseguem. O Google acha que o Bristlecone será o chip que vai atingir a “supremacia quântica”.

Estamos entrando em uma nova era de computação quântica
Por que o Google está preparado para atingir o próximo grande marco da computação quântica

“Estamos cautelosamente otimistas de que a supremacia quântica possae ser atingida com o Bristlecone”, escreveu Julian Kelly, cientista do Google, em um blog post, “e acho que aprender a fazer e operar dispositivos neste nível de desempenho é um desafio excitante”.

Os computadores realizam cálculos usando bits, que são sistemas físicos que assumem dois estados — geralmente, chamamos eles de zero e um. Qubits, ou quantum bits, também têm zeros e uns, mas eles existem e interagem uns com os outros nas regras de mecânica quântica. Eles podem assumir os valores zero ou um simultaneamente enquanto estão realizando cálculos. Para fazer as operações é necessário emaranhar os qubits essencialmente fazendo que os resultados dependam uns dos outros, o que pode causar que combinações de resultados sejam mais ou menos prováveis.

Este aqui é o processador Bristlecone desenvolvido pelo Google

Este novo sistema pode ter usos em quebrar códigos de criptografia ou otimizar pesquisas a longo prazo. A curto prazo, pode ser importante para, por exemplo, criar modelos complexos de moléculas melhor que os computadores atuais, achar soluções para problemas complicados e melhorar a inteligência artificial.

O Google já discutiu com o Gizmodo sobre seus planos de atingir a supremacia quântica. Este chip pode ter sido feito especificamente para resolver o problema que computadores quânticos podem atingir que supercomputadores não conseguem. “Nós acreditamos que a demonstração experimental de um processador quântico superando um supercomputador seria um momento divisor de águas em nosso campo de estudo, e esse é um de nossos objetivos principais”, informa o Google no blog post sobre o anúncio.

O número de qubits é importante para a computação quântica — os principais processadores têm 50, e 72 qubits é o maior já feito, que é o caso do produzido pelo Google. No entanto, muitas pessoas de outras organizações dizem que o tamanho de qubits não é o mais importante.

“O jogo não é apenas sobre adicionar mais qubits”, disse Bob Sutor, vice-presidente de soluções quânticas da IBM Research, ao Gizmodo e a outros jornalistas em um evento para a imprensa na semana passada. “É a qualidade de qubits que importa. Ter 50 bons qubits pode ser muito superior a ter 2.000 qubits de má qualidade.” Isso significa que os qubits devem continuar quânticos, e não se degradar para se tornar bits convencionais com o tempo.

O Google está ciente desses problemas e menciona em seu blog post que a correção de erros foi um tema central para a equipe. “Crucialmente, o processador deve ter baixas taxas de erro em leitura e operações lógicas”, escreveu Kelly. Mas só fazer o dispositivo não é tudo. Eles precisam testar os qubits e mostrar resultados para a comunidade científica para convencer os cientistas.

Se o Google atingir a supremacia quântica com o Bristlecone, vai ser um dos importantes marcos da computação quântica e, potencialmente, um benchmark para a performance de computadores. Como John Preskill disse recentemente em uma publicação sobre o novo NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum Technology, ou Tecnologia Quântica de Escala Ruidosa Intermediária, em tradução livre), estamos entrando em uma nova era. “A supremacia quântica é importante para investidores e empreendedores não só pela importância intrínseca, mas como um sinal de progresso direcionado a aplicações que virão mais adiante.”

Além disso, os computadores clássicos continuam a melhorar. Recentemente, um computador da IBM simulou um computador quântico de 49 qubits. Provar a supremacia quântica requer verificar se um computador clássico não consegue resolver o problema em tempo similar ou que não há forma de fazer esses cálculos que cientistas ainda nem pensaram.

Há outras empresas na jogada usando outras arquiteturas. Os qubits da IBM parecem bastante com os do Google, mas Microsoft, Intel e startups como a IonQ estão desenvolvendo qubits em arquiteturas bem diferentes. Alguns simuladores de computação quânticas para propósitos especiais que funcionam com átomos presos já fizeram descobertas úteis na física.

Se o novo processador Bristlecone puder alcançar a supremacia quântica, isso será um marco, talvez da mesma forma que é um bebê começar a andar. É um sinal impressionante de que a criança vai, em breve, adquirir mais habilidades, mas que ainda não está madura o suficiente. E no caso da computação quântica, o bebê ainda não deu nem os primeiro passos. Há ainda muito trabalho a ser feito.

[via Google Research]

Imagem do topo: Cientista Marissa Giustina no laboratório de Quantum AI, do Google, em Santa Bárbara, Califórnia. Foto: Google