Computador quântico chinês resolve em uma hora problema que levaria anos para máquina convencional processar
Esquema do design do computador quântico Zuchongzhi, que concluiu experimento com 56 qubit de sua potência total de 66 qubit. Créditos: Universidade de Ciência e Tecnologia da China
Em 2019, uma equipe do Google anunciou que havia alcançado a “supremacia quântica”. O processador de 54 qubit era capaz de realizar um cálculo que um computador tradicional levaria aproximadamente 10 mil anos para concluir. Mas logo essa conquista foi superada por outras inovações. A mais recente trata-se do supercomputador quântico de 66 qubit desenvolvido por pesquisadores chineses, o Zuchongzhi.
A maquina é o resultado do trabalho realizado na Universidade de Ciência e Tecnologia da China por diversos especialistas. O grupo escreveu um artigo descrevendo seus esforços mais recentes e o divulgou no servidor de pré-impressão arXiv.
“Nosso trabalho estabelece uma vantagem computacional quântica bastante clara, algo inviável de ser feito pela computação clássica em um período de tempo razoável. A plataforma de computação quântica programável e de alta precisão abre uma nova porta para a implementação de algoritmos quânticos complexos”, explicam os pesquisadores no texto que descreve o experimento.
A vantagem dos qubit utilizados pelos computadores quânticos em relação aos bits de computação clássicos é a sua capacidade de superposição, um fenômeno da mecânica quântica no qual é possível obter uma uma combinação linear de dois estados e que aumenta exponencialmente a potência de computação. O bit binário clássico representa apenas um único valor binário ( 0 ou 1), adotando só um dos dois estados possíveis. Já o qubit consegue representar ambos os valores binários ou qualquer proporção de 0 e 1 na superposição de ambos, oferecendo também as probabilidades de cada estado.
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O computador quântico Zuchongzhi foi equipado para funcionar com 66 qubits. Em sua demonstração, os pesquisadores usaram apenas 56 desses qubits para resolver um problema bastante conhecido: a amostragem da distribuição de saída de circuitos quânticos aleatórios. A tarefa requer uma variedade de habilidades computacionais que envolvem análise matemática, teoria de matrizes, cálculo da complexidade e a teoria da probabilidade, fazendo com que seja aproximadamente 100 vezes mais desafiadora do que a tarefa realizada pelo Sycamore, a máquina do Google, há apenas dois anos. Anteriormente, pesquisadores já haviam estimado que o problema levaria cerca de oito anos para ser solucionado por um computador convencional. O Zuchongzhi apresentou seus resultados em pouco mais de uma hora.
No entanto, é importante destacar que há uma diferença nas aboradagens para a computação quântica de ambas as máquinas aqui citadas: enquanto o computador chinês usa circuitos ópticos e fótons para gerenciar e processar seus qubits, o Sycamore tem como base elétrons e supercondutores. Também pode haver diferenças em como os resultados são calculados e medidos. Então, comparar essas máquinas entre si pode não ser algo muito últil ou esclarecedor. Mesmo assim, o sucesso do experimento sugere que ele pode vir a ser importante para o futuro da computação quântica.
Por enquanto, esses máquinas permanecem com caráter experimental, e requerem condições laboratoriais bastante precisas para operarem, geralmente, por períodos de tempo muito curtos. Mas o Zuchongzhi é uma prova de que a ciência está da vez mais perto de desenvolver um computador quântico que possa ser usado para completar operações do mundo real, com as quais computadores tradicionais nunca serão capazes de lidar.
Publicado em 16/07/2021