O trabalho colaborativo de engenheiros e cientistas da IBM em Berkeley provou que os computadores quânticos podem alcançar valor prático mais rapidamente do que se pensava anteriormente. Não é em vão que os banqueiros estão preocupados, não é em vão. O desenvolvimento de novos algoritmos quânticos e a otimização dos já existentes podem cair como neve na cabeça de quem não acredita no surgimento iminente de plataformas quânticas insensíveis a erros.
Processador Eagle 127 qubits. Fonte da imagem: IBM
A reportagem sobre os avanços da computação quântica foi publicada na revista Nature em forma de artigo científico e chegou até a capa da edição. Em suma, a IBM demonstrou pela primeira vez que os sistemas quânticos podem produzir resultados precisos na escala de mais de 100 qubits, “superando as principais abordagens clássicas”. Isso significa que os chamados computadores quânticos barulhentos de hoje podem realizar cálculos com precisão “clássica” sem esforços excessivos para mitigar erros.
O que são esforços excessivos para mitigar erros durante cálculos quânticos em uma série de trabalhos foi mostrado pelo Google. De acordo com a pesquisa da empresa, para criar um computador quântico completamente livre de erros, é necessário suportar cada qubit lógico com um array de 1000 qubits físicos, o que eliminará erros em um único qubit (registro) e, de fato, não participar dos cálculos. Assim, para um computador quântico praticamente significativo de 1000 qubits lógicos, é necessária uma plataforma de um milhão de qubits físicos. Hoje é sobre o estádio de equipamentos criogênicos e uma usina nuclear para arrancar.
Um novo trabalho da IBM mostrou que mesmo um computador quântico moderno pode ser ensinado a corrigir erros algoritmicamente sem envolver um número significativo de qubits físicos. Como plataforma de teste, a IBM usou um processador Eagle de 127 qubits condicionalmente novo (no ano passado, a empresa lançou o Osprey de 433 qubits). Ambos os processadores usam qubits supercondutores. No sistema Eagle, a dinâmica dos spins foi simulada em um modelo de um material com propriedades magnéticas. O modelo demonstrou a magnetização do material.
«Estamos vendo pela primeira vez como os computadores quânticos modelam com precisão um sistema físico na natureza, superando as principais abordagens clássicas”, disse Darío Gil, vice-presidente sênior e diretor de pesquisa da IBM. “Para nós, este marco é um passo significativo para provar que os computadores quânticos modernos são ferramentas científicas funcionais que podem ser usadas para modelar problemas extremamente complexos e talvez impossíveis para sistemas clássicos, sinalizando que estamos entrando em uma nova era”. da computação quântica”.
“Você pode aprender mais sobre o trabalho no blog da IBM. Um artigo na Nature também está disponível gratuitamente neste link. A empresa relata que encontrar os algoritmos “certos” não é uma tarefa trivial, mas pode trazer rapidamente o surgimento de ” computadores quânticos utilitários” que este estudo confirma.
A IBM se esforça para envolver o maior número possível de especialistas de qualquer área de atividade no desenvolvimento de algoritmos. No próximo ano, a empresa promete concluir a implantação de computadores quânticos de segunda geração baseados em processadores de 433 qubits. Mas sem algoritmos, tudo isso é um hardware caro e inútil.
A simulação da física “real” em plataformas com mais de 100 qubits já é procurada em ciência de materiais, produtos farmacêuticos, logística e muitas outras áreas. Pode levar a um salto na ciência e na tecnologia. A IBM provou na prática que isso é possível.