Estamos vivendo uma nova era da Computação Quântica?

Sem sombra de dúvidas estamos vivendo a quarta Revolução Industrial desde a virada do século. Em artigo publicado nesta coluna, em outubro do ano passado, falei do advento de determinadas inovações tecnológicas, algumas inimagináveis há bem pouco tempo e que certamente irão impactar muito a vida humana.

Destaco, inclusive, uma frase escrita naquela postagem: “O mundo atravessa uma verdadeira odisseia de inovação, sendo o setor tecnológico o que mais novidades apresenta”. Citei também exemplos de tais novidades, tais como, Inteligência Artificial Generativa, Tecnologia Sustentável, Fortalecimento Digital, Fusão Digital e fui mais a fundo na Computação Quântica. E é sobre essa última tecnologia que volto a falar aqui.

Alusivamente à pergunta do título deste artigo vem ao encontro de uma nova descoberta. A Microsoft acaba de anunciar mais um avanço na computação quântica que, segundo o que foi divulgado, aproxima muito essa tecnologia do mundo real. Essa inovação se concretiza num grande avanço na correção quântica de erros e tudo se deve ao desenvolvimento do modelo de Sistema H2, resultado de uma parceria com a empresa de computação quântica Quantinuum.

O H2 permitiu ao sistema de virtualização de qubits da Microsoft a geração dos qubits lógicos mais confiáveis e até então registrados. Isso representa um avanço com amplas implicações para todos na computação quântica, acelerando o progresso e desafiando as suposições atuais sobre o cronograma em direção à computação quântica confiável em grande escala.

Com essa inovação, Microsoft e Quantinuum afirmam ter inaugurado a próxima era da computação quântica. Para quem não leu o artigo anterior de outubro passado, relembro aqui que a computação quântica é um campo multidisciplinar que compreende aspectos da ciência da computação, física e matemática utilizando a mecânica quântica para resolver problemas complexos mais rapidamente do que em computadores clássicos.

O campo da computação quântica inclui pesquisa de hardware e desenvolvimento de aplicativos. Retomando o assunto da vez, nos experimentos que envolveram equipes das duas empresas foram usados o hardware ion-trap da Quantinuum e o novo sistema de virtualização qubit da Microsoft. Com essa combinação, eles conseguiram executar mais de 14.000 experimentos sem um único erro. Esse novo sistema também permitiu que a equipe veríficasse os qubits lógicos e corrigisse quaisquer erros encontrados neles sem destruí-los.

Conforme anúncio da própria Microsoft junto com a Quantinuum, essa inovação tira o estado da arte da computação quântica do que normalmente é chamado de era dos computadores quânticos ruidosos de escala intermediária (NISQ). Ruidosos, ou barulhentos, porque mesmo as menores mudanças no ambiente podem levar um sistema quântico a se tornar essencialmente aleatório (ou decoerente), e escala intermediária porque a geração atual de computadores quânticos ainda está limitada a pouco mais de 1.000 qubits, na melhor das hipóteses.

Nesse processo, é sabido que o ruído e a decoerência são grandes problemas para os computadores quânticos. Para ajudar a entender melhor essa questão e embora seja meio complexo explicar, preciso contar o que vem a ser um qubit. Trata-se de uma unidade fundamental de computação em sistemas quânticos que usa os fenômenos de mecânica quântica de superposição para obter uma combinação linear de dois estados. Um bit binário clássico só pode representar um único valor binário, como O ou 1, o que significa que só pode estar em um dos dois estados possíveis.

Um qubit, entretanto, pode representar O, 1 ou qualquer proporção de O e 1 na superposição de ambos os estados, com uma certa probabilidade de ser O e uma certa probabilidade de ser 1.Outra explicação necessária se refere ao conceito de computação quântica em escala intermediária ruídosa (NISQ). Esse é um termo cunhado por John Preskill em 2018, que observou que os computadores quânticos atuais na época (e na verdade ainda em 2023) são propensos a taxas de erro consideráveis e limitados em tamanho pelo número de qubits lógicos (ou mesmo qubits físicos) no sistema.

Resumindo, isso significa que eles não são confiáveis para realizar cálculos gerais. Não importa quantos qubits você tem, se você mal tiver tempo de executar um algoritmo básico antes que o sistema fique muito barulhento para obter um resultado útil — ou qualquer resultado.

Não sei se me fiz entender, de fato falar de computação quântica é de difícil compreensão, mas vamos em frente aos benefícios. Acontece que ao combinarem o inovador sistema de virtualização de qubit da Microsoft com os recursos arquitetônicos exclusivos e a fidelidade do computador quântico System Model H2 da Quantinuum, as equipes das duas empresas demonstraram os qubits lógicos mais confiáveis já registrados, com taxas de erro de circuito lógico 800 vezes menores do que as taxas de erro de circuitos físicos correspondentes, A meu ver, essa conquista não é apenas monumental para a Quantinuum e a Microsoft, mas é um grande avanço para todo o ecossistema quântico.

É um marco crucial no caminho para a construção de um sistema híbrido de supercomputação que possa realmente transformar a investigação e a inovação em muitas indústrias nas próximas décadas. Esse avanço “reforça ainda mais o título do H2 como o computador quântico de melhor desempenho do mundo”, conforme anunciado pelas duas empresas envolvidas.

Tanto Microsoft como a Quantinuum afirmaram acreditar que, num curto prazo — com um supercomputador híbrido alimentado por 100 qubits lógicos confiáveis, as organizações serão capazes de começar a ver vantagens científicas e também acelerar o progresso valioso em direção a alguns dos problemas mais importantes que a humanidade enfrenta, como modelar os materiais utilizados em baterias e células de combustível de hidrogénio ou acelerar o desenvolvimento de modelos de linguagem de IA sensíveis ao significado. Ainda segundo as empresas, no longo prazo, se conseguirem escalar para cerca de 1.000 qubits lógicos confiáveis, será possível desbloquear as vantagens comerciais que podem, em última instância, transformar o mundo comercial.

Tomara!

Fonte: Jornal de Uberaba

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