Os computadores quânticos precisam da computação clássica para serem verdadeiramente úteis

Os computadores clássicos podem ser o ingrediente chave para tornar os computadores quânticos verdadeiramente úteis. Essa é a mensagem do encontro de investigadores deste mês, que explicaram que os computadores clássicos são essenciais para controlar computadores quânticos, avaliar e compreender os resultados dos seus cálculos e até desenvolver novas técnicas para a produção de futuros computadores quânticos.

Os computadores quânticos são feitos de qubits, que são objetos quânticos que aparecem na forma de átomos extremamente frios ou minúsculos circuitos supercondutores. Quanto mais qubits um computador quântico tiver, mais poder computacional ele terá.

No entanto, os qubits são frágeis e devem ser cuidadosamente ajustados, monitorados e controlados. Caso contrário, os cálculos realizados pelos computadores quânticos podem apresentar erros e esses dispositivos podem se tornar ineficientes. Para controlar qubits, os pesquisadores recorrem a técnicas clássicas de computação. Conferência AQC25 em 14 de novembro em Boston, Massachusetts.

Patrocinado por máquina quânticaque fabrica controladores para diversos tipos de qubits, a conferência AQC25 atraiu mais de 150 pesquisadores, desde professores de computação quântica até CEOs de startups de IA. Através de dezenas de apresentações, eles detalharam as tecnologias facilitadoras do futuro da computação quântica e o papel da computação clássica como, às vezes, um fator limitante.

De acordo com Shane CaldwellEspera-se que computadores quânticos tolerantes a falhas para problemas úteis só sejam possíveis se forem apoiados por uma infraestrutura de computação clássica em petaescala, a escala em que operam atualmente os supercomputadores convencionais mais poderosos do mundo, de acordo com cientistas da Nvidia. A Nvidia não fabrica seu próprio hardware de computação quântica, mas lançou recentemente um sistema que conecta processadores de computação quântica (QPUs) com GPUs tradicionais, componentes de computador especializados comumente usados ​​em aprendizado de máquina e computação científica e técnica de alto desempenho.

Mesmo quando um computador quântico está funcionando de forma eficiente, em qualquer ponto de sua computação, sua saída está na forma de um conjunto de propriedades quânticas dos qubits. Estas, especialmente as propriedades que nos dizem onde ocorreu um erro, devem passar por um processo chamado decodificação antes que os cálculos possam ser úteis, novamente exigindo dispositivos de computação clássicos.

Pooya Lonar A startup 1Qbit, com sede em Vancouver, falou sobre essa decodificação e como ela significa que a velocidade dos computadores quânticos tolerantes a falhas é determinada pela velocidade operacional de componentes clássicos, como controladores e decodificadores. Em outras palavras, se uma máquina cara feita de hardware quântico altamente especializado precisa funcionar por dias ou horas para resolver um problema computacional pode ser devido às suas partes não quânticas.

Em outra apresentação, Benjamin Lienhardt No Instituto Walter Meissner de Pesquisa Criogênica, na Alemanha, discutimos como algoritmos tradicionais de aprendizado de máquina podem ser usados ​​para agilizar a leitura dos estados quânticos de qubits supercondutores. De forma similar, Mark Suffman da Universidade de Wisconsin-Madison relatou o uso de redes neurais clássicas para melhorar a leitura de qubits feitos de átomos extremamente frios. Independentemente do tipo de qubit que estão estudando, os pesquisadores concordaram que dispositivos não quânticos podem ajudar esses qubits a se tornarem úteis.

IBM Blake Johnson Ele apresentou detalhes de um decodificador de computação clássico que sua equipe está desenvolvendo como parte de um plano para construir um supercomputador quântico até 2029. O supercomputador usará métodos não tradicionais de correção de erros, tornando a decodificação eficiente um dos maiores desafios.

“Com o tempo, descobrimos que quanto mais nos aproximamos da computação clássica do QPU, mais podemos reduzir o desempenho integrado do sistema a novos limites”, disse ele. Jonathan Cohen Com máquinas quânticas.

Os computadores clássicos estão até desempenhando um papel na avaliação de como os futuros computadores quânticos funcionarão e como serão construídos. por exemplo, Medalha Isar A startup, chamada Quantum Elements, disse que sua versão virtual de um computador quântico alimentada por IA (um “gêmeo digital”) pode informar o design de hardware do mundo real.

de Aliança de Escala QuânticaCo-liderado pelo vencedor do Prêmio Nobel de 2025, John Martinis, também participou da conferência. Isso ilustra a importância da colaboração quântica e clássica. A parceria reúne construtores de qubit, empresas de computação tradicionais, como a Hewlett Packard Enterprise, e especialistas em simulação de materiais, como a empresa de software Synopsys.

O consenso na conferência foi claro. O futuro da computação quântica aproxima-se rapidamente, em parte graças aos especialistas que trabalharam bem no mundo clássico.