Protótipo de computador quântico Libra
Keela
Um computador quântico útil e livre de erros poderia estar pronto em apenas dois anos, afirmam pesquisadores da empresa de computação quântica QuEra.
A computação quântica é uma tecnologia que amadurece rapidamente e a indústria que a rodeia está crescendo rapidamente. O maior obstáculo ao uso de computadores quânticos hoje para o desenvolvimento de química, materiais e medicamentos é a suscetibilidade dos computadores quânticos a erros, o que limita a complexidade dos cálculos que podem realizar. Agora, Yuval Boger do QuEra e seus colegas estão confiantes de que em breve poderão contornar esse obstáculo.
Libra, o computador quântico tolerante a falhas da empresa (um computador que pode capturar e corrigir seus próprios erros), deverá chegar em 2028 e estará disponível na nuvem por meio de uma parceria com a Amazon Web Services (AWS). Atualmente, não existem computadores quânticos totalmente funcionais e tolerantes a falhas. “Ter o primeiro computador quântico tolerante a falhas será como quebrar a barreira do som”, diz Borger.
Os componentes básicos de Libra, chamados qubits, são feitos de átomos eletricamente neutros em temperaturas extremamente baixas controladas por lasers. Ele contém de 10.000 a 15.000 qubits, divididos em 256 grupos chamados qubits lógicos. Mesmo que os qubits individuais de um grupo não sejam confiáveis, cada um cometerá erros apenas uma vez em um milhão.
Os pesquisadores do QuEra prevêem que isso permitirá que Libra realize “mega-quops”, ou 1 milhão de operações. 2025, especialista em computação quântica John Preskill Falado no Instituto de Tecnologia da Califórnia novo cientista A máquina mega-quop poderia inaugurar uma nova era da computação quântica. Mas para a equipe do QuEra cumprir esta promessa, será necessário um grande salto em frente. Atualmente, a maior matriz de qubits de átomos neutros contém 6.100, mas eles ainda não foram usados em cálculos. O maior número de qubits lógicos com correção de erros já criado é 48. Gigantes da indústria como a IBM Eles prevêem que computadores quânticos tolerantes a falhas estarão disponíveis a partir de 2029.
Jônatas Rei A Atom Computing, que também fabrica o computador quântico Neutral Atom, afirma que um sistema de computação totalmente funcional precisará integrar muitos avanços científicos e tecnológicos, em oposição às demonstrações de laboratório. Borger disse que o QuEra está atualmente executando cinco máquinas experimentais para aperfeiçoar vários aspectos de Libra, como substituir átomos que se tornam defeituosos devido ao aumento da temperatura, gerenciar a potência dos muitos lasers necessários e combiná-los.
“O equilíbrio está mudando de 90% de ciência para 10% de engenharia, inclinando-se mais para a engenharia”, disse Borger. Os cientistas da empresa também estão trabalhando para melhorar a forma como os computadores tradicionais são usados para controlar e monitorar qubits, e estão colaborando com equipes da AWS na integração da Libra na infraestrutura de nuvem tradicional da empresa.
“Ainda há muito trabalho a fazer”, diz ele Thomas Wong na Universidade Creighton, em Nebraska. “É muito possível que cheguemos lá em 2028, mas é igualmente possível que cheguemos lá em alguns anos ou mais.” Joe Fitzsimmons A Horizon Quantum Computing afirma que embora os planos da Libra sejam certamente ambiciosos, a empresa já está trabalhando em avanços na correção de erros para computadores quânticos e tem um forte histórico. Embora existam várias maneiras diferentes de criar qubits, a abordagem do átomo neutro facilita a conversão entre qubits e qubits lógicos, o que pode ser uma vantagem importante, diz ele.
Mesmo que tudo corra conforme o planejado, uma questão permanece. Isso é o que você pode fazer com a máquina MegaQuop. Borger disse que isso é ideal para simulações complexas de sistemas em física e ciência de materiais que atualmente são muito difíceis para computadores quânticos convencionais ou existentes. E ele espera que os pesquisadores o utilizem para desenvolver melhores algoritmos de computação quântica para a próxima geração de máquinas tolerantes a falhas. “Eu não ficaria surpreso se a maioria dos algoritmos úteis ainda não tivessem sido descobertos”, diz Borger.
Na opinião de Wong, a Libra provavelmente se tornará uma máquina de descoberta que lançará aplicações ainda mais inovadoras. “Acho que o QuEra quer moldar a direção da pesquisa para a comunidade para que eles possam descobrir o que fazer com 256 qubits lógicos”, diz ele.
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