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.
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.