A IBM provou teórica e praticamente a inevitabilidade da supremacia quântica. A evidência está em um nível básico, então a escala das tarefas a serem resolvidas não é importante. Como a empresa mostrou, mesmo os circuitos quânticos elementares são capazes de resolver problemas inacessíveis aos computadores clássicos, e esses são apenas os primeiros passos.
Fonte da imagem: IBM
Evidências anteriores da supremacia quântica, como a prova contestada do Google, baseavam-se em certos cálculos complexos. A IBM não seguiu esse caminho, tendo-se estabelecido o objetivo de ironicamente (no sentido literal e figurativo) provar a superioridade de alguns princípios básicos dos sistemas quânticos. Primeiro, eles o fizeram teoricamente e, em seguida, confirmaram a correção da solução por meio de experimentos práticos.
Para conduzir um experimento, a IBM assumiu a tarefa de determinar a maioria dos três valores. Para resolver este problema, foi criado um circuito eletrônico clássico com um elemento lógico com duas entradas e um registrador (bit) para armazenamento de resultados intermediários. Um circuito quântico semelhante em propósito e implementação era baseado em quatro qubits, três dos quais codificavam o sinal de entrada e o quarto qubit armazenava o resultado intermediário.
Os dados foram enviados para a entrada de cada circuito e os resultados foram lidos após o processamento. Se mais da metade dos zeros do que uns fossem alimentados na entrada, o circuito deveria retornar 0. Se houvesse mais uns, o circuito deveria retornar 1. O circuito eletrônico clássico com 0 e 1 não retornava o resultado correto todas as vezes. Quando um gerador de números aleatórios foi conectado a ele e o experimento foi repetido várias vezes, o circuito deu a resposta correta em 87,5% dos casos devido a erros e à natureza análoga dos processos físicos que ocorrem nele.
Mesmo no estado “ruidoso” moderno dos qubits, o computador quântico IBM resolveu o problema corretamente em 93% dos casos. Um sistema quântico ideal com ausência total de erros resolveria corretamente esse problema em 100% dos casos, ou, mais simplesmente, sempre daria o resultado correto, ao contrário de um computador clássico.
Um relatório sobre o trabalho realizado por especialistas da IBM apresentado na revista Nature Physics. Esses dados provam que a supremacia quântica não é um mito. Pelo menos para resolver problemas com condições limitadas.