Sempre ouvimos falar da utilidade de um computador quântico como profecia para um futuro distante. Esta semana, porém, cientistas da IBM publicaram os resultados de um estudo que nos aproxima um pouco mais desse futuro.
A pesquisa publicada esta semana na revista Nature (te linko aqui) compara um supercomputador “clássico” e um computador quântico com mais de 100 qubits, para avaliar a utilidade deste último.
O “campo de batalha”? A simulação de leis físicas.
Enquanto um artista esculpe argila, uma das primeiras tarefas que mostra a utilidade da computação quântica pode ser modelar componentes de materiais que os computadores clássicos nunca foram capazes de simular com eficácia.
Isso teria enormes impactos potenciais, desde a criação de fertilizantes mais eficientes até o design de baterias melhores, sem mencionar os avanços na medicina.
Recapitulação: o que torna um computador quântico tão especial?
Bem, enquanto um computador clássico lê informações “binárias” como um número zero ou um, o computador quântico pode ler os dois ao mesmo tempo. Isto, teoricamente, torna-o muito mais eficaz na resolução de certos problemas, como a pesquisa numa base de dados não ordenada… ou a simulação de fenómenos naturais.
É claro que criar um computador quântico que tenha alguma utilidade não é tarefa fácil. Qubits, equivalentes quânticos de bits clássicos, são muito sensíveis a ruídos e interferências do ambiente circundante, o que pode criar erros nos cálculos. E à medida que os processadores quânticos ficam maiores, esses erros também podem se acumular. Como superá-los?
O estudo para dar utilidade ao computador quântico
Os pesquisadores da IBM trabalharam com um processador quântico Eagle de 127 qubits para modelar a dinâmica de spin de um material, prevendo propriedades como sua resposta a campos magnéticos. Eles geraram estados grandes e emaranhados, onde certos átomos simulados estão correlacionados entre si. E graças a uma técnica chamada “extrapolação de ruído zero”, eles conseguiram separar o ruído e obter a resposta real.
Para garantir que as respostas obtidas no computador quântico tivessem utilidade e fossem confiáveis, outra equipe de cientistas da UC Berkeley executou as mesmas simulações em um conjunto de computadores clássicos, obtendo resultados correspondentes.
A (futura) utilidade da computação quântica
Embora os computadores clássicos tenham um limite máximo para esses tipos de problemas, especialmente à medida que os modelos se tornam mais complexos, o processador quântico da IBM ainda está tentando alcançar a supremacia quântica. Mas ter demonstrado que pode fornecer respostas úteis mesmo na presença de “ruído” é uma conquista notável.
“O que observamos é sem precedentes: os computadores quânticos conseguiram modelar com precisão um sistema físico natural mais avançado do que os métodos clássicos”, disse ele Dario Gil, vice-presidente sênior e diretor da IBM Research. “Esta conquista representa um passo importante na demonstração de que os atuais computadores quânticos são ferramentas científicas válidas, capazes de resolver problemas extremamente difíceis, talvez impossíveis para sistemas clássicos. Estamos agora entrando em uma nova era de utilidade para a computação quântica.”
O que você está dizendo? Ele está certo?
