Computação quântica movimenta pesquisadores em todo o mundo
Unsplash/Markus Spiske
Computação quântica movimenta pesquisadores em todo o mundo



Uma equipe de pesquisa da China superou o Google , construindo um computador quântico que completou em pouco mais de uma hora um cálculo que levaria mais de oito anos para os computadores clássicos executarem.

Esse é o mais recente marco global em uma linha de desenvolvimentos em computação quântica nos últimos dois anos. Nesse período, pesquisadores de todo o mundo finalmente alcançaram a tão procurada "vantagem quântica": ponto em que a computação quântica pode resolver um problema que levaria um tempo impraticável para a computação clássica.

De acordo com o site Cosmos Magazine, pesquisadores do Google alcançaram o marco pela primeira vez em 2019, usando qubits supercondutores (que dependem do fluxo de corrente para realizar cálculos), seguidos por uma equipe da China em 2020, que aumentou a aposta usando qubits fotônicos (que são baseados em luz e têm potencial para operação mais rápida).

Agora, outra equipe chinesa, liderada pelo mesmo pesquisador, Jian-Wei Pan, da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Xangai, superou o desempenho do Google novamente.

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Em um artigo preprint publicado pela ArXiv, a equipe demonstrou a vantagem quântica usando qubits supercondutores em um processador quântico chamado Zuchongzhi. Artigo preprint, ou pré-impressão, é a versão que ainda não foi revisada por pares e que não tem formatação nem foi editado. 

Saiba mais sobre o Zuchongzhi, o computador quântico criado pelos chineses

Zuchongzhi é um computador programável 2D que pode manipular simultaneamente até 66 qubits. A nova demonstração usou 56 deles para resolver um problema computacional projetado para testar a destreza do computador – ou seja, demonstrar a distribuição de saída de circuitos quânticos aleatórios. 

A base teórica para esse problema é difícil de resumir, envolvendo teoria de matrizes aleatórias, análise matemática, caos quântico, complexidade computacional e teoria de probabilidade, mas o importante é saber que o tempo que leva para resolver esse problema aumenta exponencialmente quanto mais qubits são adicionados ao sistema. 

Isso o torna rapidamente incontrolável para supercomputadores clássicos e, portanto, um ambiente de teste adequado para obter vantagem quântica.

"Nosso trabalho estabelece uma vantagem computacional quântica inequívoca que é inviável para a computação clássica em um período de tempo razoável", diz o artigo. "A plataforma de computação quântica programável e de alta precisão abre uma nova porta para explorar novos fenômenos de muitos corpos e implementar algoritmos quânticos complexos".

Esse problema era cerca de 100 vezes mais desafiador do que o resolvido pelo processador Sycamore do Google em 2019. Enquanto o Sycamore usava 54 qubits, Zuchongzhi usava 56, mostrando que ao aumentar o número de qubits, o desempenho do processador melhora exponencialmente.

Esses números estão muito aquém dos 76 qubits fotônicos usados ​​na demonstração da equipe chinesa de 2020, mas esse processador envolveu uma nova configuração de lasers, espelhos, prismas e detectores de fótons, e não era programável como Sycamore ou Zuchongzhi.

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