Falar de computador quântico é um exercício de futurologia. Quase sempre, trata-se de algo limitado aos laboratórios de gigantes de tecnologia ou de instituições de pesquisa. Mas isso deve mudar em breve. A IBM planeja colocar em funcionamento um sistema de computação quântica com mais de 4 mil qubits até 2025.
Como estamos em 2022, pode parecer um prazo longo, mas não é. Não se levarmos em conta que a computação quântica está no radar da IBM há décadas, mas que somente agora resultados promissores começaram a aparecer. Tome como exemplo o IBM Eagle, processador quântico de 127 qubits revelado pela companhia em novembro de 2021.
Neste ponto, você deve ter percebido que a quantidade de qubits é o parâmetro mais usado como referência para a capacidade de execução de tarefas de um computador quântico. A lógica é simples: quanto mais qubits, melhor.
Em tempo, qubit é uma simplificação de bit quântico. Na lógica binária, que é a base da computação atual, um bit assume um estado representado por 0 ou 1. Um qubit pode assumir 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores.
O leque de possibilidades que isso abre é gigantesco. Um sistema baseado em qubits pode representar uma quantidade de informações que, em computadores tradicionais, exigiriam dias, semanas ou até meses para ser tratada.
Mais de 4 mil qubits a caminho
A IBM tem usado nomes de aves para identificar os seus processadores quânticos. O Eagle (águia), com os seus 127 qubits, foi anunciado em 2021, como você já sabe. O seu sucessor, o Osprey (águia-pescadora), é esperado para 2022 e contará com 433 qubits.
Em 2023, a IBM pretende apresentar o Condor, com 1.121 qubits. É um número quase três vezes maior em relação ao Osprey, mas ainda abaixo dos prometidos 4 mil qubits. Mas é aqui que essa história começa a ficar mais interessante.
Está nos planos da companhia criar um computador quântico, mas não necessariamente baseado em um único processador. Em vez disso, a IBM almeja combinar vários processadores em um único sistema.
Para tanto, a IBM quer apresentar em, 2023, outro processa quântico: o Heron (garça), com 133 qubits. Não, a quantidade menor de qubits não significa retrocesso. Isso porque o Heron terá como diferencial um hardware de controle que permitirá comunicação clássica (com tecnologia atual) entre processadores distintos.
Isso levará a pesquisa para o ano seguinte. Em 2024, a IBM apresentará o Crossbill (cruza-bico), um processador de 408 qubits formado por meio da combinação de três chips. O dispositivo será um processador "3 em 1", por assim dizer.
Quase que ao mesmo tempo, a companhia revelará o Flamingo. Esse é o nome de um processador que terá 462 qubits, mas será combinado em três unidades para formar um sistema com 1.386 qubits. A comunicação entre essas unidades será feita por meio de um mecanismo específico para computação quântica.
De certa forma, todas essas abordagens servirão de base para, em 2025, a IBM anunciar o Kookaburra (cucaburra). É um projeto muito interessante. Ele combinará três sistemas de 1.386 qubits para formar um processador de 4.158 qubits, novamente, por meio de um mecanismo de comunicação quântica.
Um supercomputador quântico
Todas as mencionadas etapas visam ajudar a IBM a construir um supercomputador quântico. Como tal, essa máquina será capaz de lidar com aplicações extremamente complexas.
"Essa mudança radical será equivalente a substituir mapas em papel por satélites GPS conforme navegamos no futuro quântico", afirma Jay Gambetta, líder da divisão IBM Quantum.
Mas não é como se o plano fosse o de substituir imediatamente um padrão de computação por outro. A IBM afirma que o seu supercomputador incorporará CPUs tradicionais e processadores quânticos, bem como redes de comunicação clássicas e quânticas.
Ao criar um roteiro com prazos espaçados, mas bem definidos, a companhia terá tempo para lidar com os vários desafios do desenvolvimento da computação quântica. Entre eles estão a mitigação eficiente de erros e tecnologias para comunicação entre processadores.
Provavelmente, esse será o maior feito da IBM em computação quântica desde 2019, quando a companhia apresentou o Quantum System One, primeiro computador quântico disponível comercialmente.