Avanços recentes na computação quântica revelaram que o processador Sycamore de 67 qubit do Google pode superar os supercomputadores clássicos mais rápidos. Esta descoberta, detalhada num estudo publicado na Nature em 9 de outubro de 2024, aponta para uma nova fase na computação quântica conhecida como “fase de ruído fraco”.
Compreendendo a fase de ruído fraco
O estudo, liderado por Alexis Morvan do Google Quantum AI, mostra como os processadores quânticos podem entrar nesta fase estável e computacionalmente complexa. Nesta fase, o chip Sycamore é capaz de realizar cálculos que excedem as capacidades de desempenho dos supercomputadores tradicionais. Segundo representantes do Google, esta descoberta é um passo significativo em direção a aplicações reais da tecnologia quântica que não podem ser reproduzidas em computadores clássicos.
O papel dos qubits na computação quântica
Os computadores quânticos usam qubits, que utilizam os princípios da mecânica quântica para realizar cálculos em paralelo. Isto contrasta fortemente com o processamento clássico, 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, o que leva a uma maior taxa de falhas; por exemplo, cerca de 1 em 100 qubits pode falhar, em comparação com a taxa de falha incrivelmente baixa de 1 em um bilhão de bilhões de bits nos sistemas clássicos.
Superando desafios: correção de ruído e erros
Apesar do seu potencial, a computação quântica enfrenta desafios significativos, principalmente o ruído que afeta o desempenho do qubit. Métodos eficazes de correção de erros são necessários para alcançar a “supremacia quântica”, especialmente à medida que o número de qubits aumenta, de acordo com o estudo LiveScience relatório. Atualmente, as maiores máquinas quânticas têm cerca de 1.000 qubits de tamanho, e a expansão apresenta obstáculos técnicos complexos.
Experimento: amostragem de circuito aleatório
Em uma experiência recente do Google pesquisadores usou uma técnica chamada amostragem de circuito aleatório (RCS) para avaliar o desempenho de uma grade 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 indicam que, ao manipular os níveis de ruído e controlar as correlações quânticas, os pesquisadores poderiam mover os 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.
