É relatado que durante 2025, a Atom Computing e a Microsoft entregarão os primeiros computadores quânticos de 1.000 qubit aos clientes. Serão sistemas locais em átomos frios e neutros, para os quais a Microsoft criou uma plataforma de software para organizar cálculos híbridos quânticos-clássicos, bem como algoritmos básicos de correção de erros. Esses desenvolvimentos permitirão criar um array de 50 qubits lógicos em um computador para cálculos arbitrários.
Fonte da imagem: Computação Atom
A Atom Computing enfatiza que desenvolveu um sistema de computação local disponível para uso direto pelos clientes. Qubits são criados a partir de átomos de itérbio resfriados. Os átomos são levados a uma temperatura próxima do zero absoluto em uma câmara de vácuo e, em seguida, por meio de uma pinça óptica, são transferidos para uma segunda câmara de vácuo, onde são mantidos em armadilhas em configurações criadas de acordo com um determinado algoritmo.
As configurações do átomo são um circuito de portas conectadas – estruturas lógicas projetadas para processar os estados dos qubits de entrada. No sistema de 1.000 qubits deste ano (mais precisamente, 1.200 qubits), os desenvolvedores propõem o uso de cerca de 50 qubits lógicos para criar um circuito para executar um algoritmo quântico. É importante notar que várias empresas concorrentes usam átomos frios e neutros para simular processos quânticos. Isso também é uma espécie de cálculo, mas tais plataformas não podem ser chamadas de universais. A Atom Computing inicialmente achou essa abordagem inaceitável e organizou seus átomos neutros e frios em portas.
«A Atom Computing nunca se interessou por [simulações] de computação analógica”, diz Remy Notermans, diretor de planejamento estratégico da empresa. “A razão é que quando falamos sobre computação quântica tolerante a falhas de longo prazo, o que realmente precisamos é de computadores baseados em portas. Obviamente, não consigo ler a mente dos nossos concorrentes, mas vimos uma janela de oportunidade onde a computação analógica com átomos neutros é muito interessante. No entanto, para atingir o objetivo de longo prazo de criar um computador quântico tolerante a falhas, a computação analógica não é adequada.”
Átomos frios e neutros usados como qubits têm seus prós e contras. A principal desvantagem é que as operações com eles são visivelmente mais lentas. No entanto, isso é compensado por um dos tempos de coerência mais longos do setor, durante o qual algoritmos computacionais podem ser executados e erros corrigidos. Além disso, o foco da empresa nos spins atômicos, em vez dos spins dos elétrons, maximizou os tempos de coerência. Hoje eles têm o maior tempo de execução do setor e sua precisão computacional de 99,6% para portas de dois qubits é a mais alta do setor.
Acredita-se que os cálculos quânticos se tornarão absolutamente livres de erros após a criação de um computador com 1.000 qubits lógicos de 1 milhão de qubits físicos. Na prática, tudo pode não ser tão simples, mas o objetivo é claro – tentar criar sistemas com o maior número possível de qubits lógicos devido à redundância dos físicos. Este ano, a Atom Computing e a Microsoft oferecerão aos clientes mais de 50 qubits lógicos para mais de 1.000 qubits físicos. Na próxima etapa, as empresas planejam começar a entregar sistemas com mais de 100 qubits lógicos para mais de 10 mil físicos. A empresa não tem gargalos que impeçam o dimensionamento da plataforma e está pronta para o desenvolvimento.
É interessante notar que uma gigante tecnológica como a Microsoft participa neste projeto como parceira. Ao mesmo tempo, a Microsoft possui suas próprias plataformas quânticas e até serviços em nuvem nesta área. No entanto, no processo de entrega e implantação de computadores quânticos Atom Computing, a Microsoft será totalmente responsável por sua parte – pela correção de erros e pela criação de uma pilha híbrida com computadores clássicos usando o pacote Microsoft Azure Quantum. Este pacote inclui ferramentas para virtualizar qubits e facilitar o trabalho com eles.
Com o tempo, a Atom Computing promete começar a fornecer computadores quânticos para implantação de serviços em nuvem. Porém, para isso é necessária a criação de plataformas de próxima geração que possam trazer benefícios práticos. A empresa vê os sistemas quânticos modernos, bem como as soluções dos próximos anos, como um campo de testes para depuração de algoritmos e busca por tecnologias quânticas ideais. Levará muitos mais anos para que um computador quântico ganhe valor prático.