O maior computador quântico do mundo com qubits supercondutores foi lançado no Japão. O sistema foi desenvolvido e fabricado pela Fujitsu e pelo Instituto RIKEN. Eles trabalham juntos no desenvolvimento de computadores quânticos desde 2012. Em março de 2023, os parceiros apresentaram o primeiro computador quântico nacional de 64 qubits do Japão e prometeram aumentar o número de qubits para 100 em 2025, mas se superaram e montaram um sistema com 256 qubits – o maior do mundo.
Fonte da imagem: Roselyne Min/Euronews
Engenheiros japoneses conseguiram atingir números recordes graças a uma nova arquitetura de processadores quânticos supercondutores. Primeiro, eles a criaram em microcluster, organizando os qubits em células com quatro partes cada. Segundo, construíram as células não apenas em fileira, mas também na forma de uma estrutura de vários andares ou tridimensional, sem deixar de resolver os problemas de dissipação de calor.
O aumento da densidade de qubits tornou possível encaixar um processador de 256 qubits no corpo do processador anterior de 64 qubits. Isso abriu caminho para um maior escalonamento de processadores supercondutores quânticos, que os especialistas neste campo consideram a tarefa mais difícil na criação de um computador quântico universal e resistente a erros, com valor prático.
Vale lembrar que a maioria dos artigos científicos comprova que um computador quântico prático e tolerante a falhas pode ser criado a partir de uma plataforma com um milhão de qubits físicos. Pesquisadores japoneses acreditam que o novo cluster e a arquitetura tridimensional comprovam a possibilidade de se aproximar do cobiçado limite de um milhão de qubits dentro de um espaço razoável para sistemas quânticos.
Ressalta-se, separadamente, que o computador de 256 qubits da Fujitsu e da RIKEN atingiu a mesma alta densidade de cabos de sinal e controle necessários para trabalhar com qubits – leitura, programação e correção de erros – que os sistemas quânticos do Google e da IBM. Um computador quântico típico com qubits supercondutores se parece com um lustre com uma massa de cabos de entrada e saída com conectores de alta frequência.
Isso ocorre porque trabalhar com qubits supercondutores requer sinais de micro-ondas (radiofrequência) para leitura não destrutiva. Adicione a isso a blindagem cuidadosa de cada fio de sinal e você terá feixes de cabos que dificultam o dimensionamento. Uma solução poderia ser mover a eletrônica de controle dentro de uma câmara criogênica para os qubits, mas os semicondutores ainda não suportam esse resfriamento. Tudo isso está no futuro. Enquanto isso, plataformas híbridas estão sendo criadas nas quais supercomputadores convencionais controlam qubits. A Europa, aliás, como observa a fonte, está atrás dos EUA e do Japão na questão da montagem de alta densidade de interfaces para computadores quânticos supercondutores.
Acrescentemos que o computador de 256 qubits da Fujitsu e da RIKEN está disponível para clientes via nuvem em todo o mundo. No entanto, o acesso provavelmente se limita a um pequeno círculo de clientes cujos nomes são mantidos em sigilo. De qualquer forma, ideias estão sendo testadas e problemas que os computadores quânticos podem resolver em seu nível atual de desenvolvimento estão sendo buscados. No ano que vem, a Fujitsu e a RIKEN prometem apresentar uma plataforma de 1000 qubits, que será um novo passo em direção ao sonho: um computador quântico universal tolerante a falhas, bilhões de vezes melhor que os computadores clássicos em diversas tarefas.