Avanços recentes na computação quântica revelaram que o processador Sycamore de 67 qubit do Google pode superar os supercomputadores clássicos mais rápidos. Esse avanço, detalhado em estudo publicado na Nature em 9 de outubro de 2024, indica uma nova fase na computação quântica conhecida como “fase de ruído fraco”.
Compreendendo a fase de ruído fraco
A pesquisa, liderada por Alexis Morvan do Google Quantum AI, demonstra como os processadores quânticos podem entrar nesta fase estável e computacionalmente complexa. Durante esta fase, o chip Sycamore é capaz de executar cálculos que excedem as capacidades de desempenho dos supercomputadores tradicionais. De acordo com representantes do Google, esta descoberta representa um passo significativo em direção a aplicações reais da tecnologia quântica que não podem ser replicadas por computadores clássicos.
O papel dos Qubits na computação quântica
Os computadores quânticos aproveitam os qubits, que aproveitam os princípios da mecânica quântica para realizar cálculos paralelos. Isso contrasta fortemente com a computação clássica, onde os bits processam informações sequencialmente. O poder exponencial dos qubits permite que máquinas quânticas resolvam problemas em segundos que levariam milhares de anos aos computadores clássicos. No entanto, os qubits são muito sensíveis a interferências, resultando em uma maior taxa de falhas; Por exemplo, cerca de 1 em 100 qubits pode falhar, em comparação com uma taxa de falha incrivelmente baixa de 1 em um bilhão de bits em sistemas clássicos.
Superando desafios: ruídos e correções de bugs
Apesar do potencial, a computação quântica enfrenta desafios significativos, principalmente o ruído que afeta o desempenho dos qubits. Para alcançar a “supremacia quântica”, são necessários métodos eficazes de correção de erros, especialmente à medida que o número de qubits aumenta, de acordo com um relatório da LiveScience. Atualmente, as maiores máquinas quânticas têm cerca de 1.000 qubits, e aumentá-las apresenta obstáculos técnicos complexos.
O experimento: amostragem aleatória de circuitos
No experimento recente, os pesquisadores do Google empregaram uma técnica chamada amostragem de circuito aleatório (RCS) para avaliar o desempenho de uma rede bidimensional de qubits supercondutores. O RCS serve como referência para comparar as capacidades dos computadores quânticos com os supercomputadores clássicos e é considerado um dos benchmarks mais desafiadores na computação quântica.
As descobertas indicaram que, ao manipular os níveis de ruído e controlar as correlações quânticas, os pesquisadores poderiam fazer a transição dos qubits para a “fase de ruído fraco”. Neste estado, os cálculos tornaram-se suficientemente complexos, mostrando que o chip Sycamore poderia superar os sistemas clássicos.
