Nesta quarta-feira, 23, um novo e grande passo foi dado por um time de pesquisadores liderados pelo Google: em um artigo publicado na prestigiosa revista Nature, eles disseram ter sido capazes de fazer com que um computador quântico conseguisse realizar um cálculo complexo em torno de 200 segundos. O mesmo cálculo, afirma o texto, seria realizado em mais de 10 mil anos por um supercomputador “clássico”.
Assim, o Google teria atingido a supremacia quântica, fronteira da ciência na qual um computador que usa as propriedades de partículas subatômicas faz um trabalho impossível para uma máquina que apenas faz operações binárias. Mas o que isso realmente significa no contexto da pesquisa e quando a computação quântica nos afetará? Aqui está uma explicação:
O que há de diferente na computação quântica?
Computadores convencionais usam ‘bits’ – conjuntos dos algarismos um e zero – como base em seus cálculos. Em termos simples, eles representam ‘sim’ e ‘não’ ou ‘ligado’ e ‘desligado’. Em combinação, os bits podem ser usados para lidar com tarefas lógicas.
A computação quântica utiliza uma propriedade de partículas subatômicas nas quais elas podem existir simultaneamente em diferentes estados. Um bit quântico, ou qubit, pode, portanto, ser um e zero ao mesmo tempo. No jargão, isso é chamado de superposição.
O que torna os computadores quânticos tão poderosos?
Outra propriedade das partículas subatômicas é que elas se entrelaçam – o que significa que elas podem influenciar o comportamento uma da outra de maneira observável.
A combinação do entrelaçamento com a superposição leva a aumentos exponenciais no poder de computação a cada qubit adicional.
O processador Sycamore, projetado pelo Google, tinha 54 qubits dispostos em uma grade bidimensional. No experimento, apenas 53 deles funcionaram durante os testes – ainda o suficiente para produzir um resultado bem-sucedido.
O que é supremacia quântica?
A supremacia quântica é um Santo Graal para os pesquisadores da área: é quando o potencial superior da computação quântica é finalmente alcançado na prática - substituindo efetivamente as formas existentes de computação.
Por que demorou tanto tempo para se chegar a este ponto?
Físicos vêm falando sobre computação quântica há mais de 30 anos, mas os desafios de fazê-la funcionar são assustadores. Os qubits precisam ser resfriados até um pouco acima do zero absoluto para reduzir o ‘ruído’ – ou vibração – que gera erros nos cálculos feitos por um computador quântico.
Os pesquisadores do Google, ao resolver o problema com um alto grau de fidelidade, ou precisão, podem razoavelmente afirmar que alcançaram um marco significativo, dizem os físicos.
Isso significa que computadores tradicionais serão ultrapassados?
Críticos, incluindo a rival IBM, dizem que o Google está exagerando em sua conquista e criando a impressão enganosa de que os computadores quânticos efetivamente tornarão todos os computadores convencionais obsoletos.
Ao adicionar armazenamento em disco, o supercomputador Summit, fabricado pela IBM, poderia resolver o problema de números aleatórios do Google em no máximo dois dias e meio, com maior precisão, diz a empresa. A tradicional fabricante de eletrônicos, porém, ainda não forneceu provas de que isso seria de fato possível.
Os céticos também argumentam que o Google resolveu apenas uma tarefa muito restrita e que a computação quântica ainda está muito longe do uso prático. No mundo real, os computadores quânticos provavelmente trabalharão em conjunto com os computadores clássicos, fazendo uso de seus respectivos pontos fortes.
O que vem depois?
Pesquisadores da equipe de pesquisa de inteligência artificial do Google veem possíveis usos para a computação quântica em áreas como aprendizado de máquina e ciência de materiais e química. Eles admitem, no entanto, que será necessária uma precisão ainda maior para trazer essas aplicações ao mundo real.
Enquanto isso, experts em criptografia já estão se preparando para o dia em que os computadores quânticos possam ser usados para decifrar os códigos utilizados, por exemplo, para garantir o acesso online a contas bancárias. Portanto, mesmo antes de a computação quântica se tornar amplamente utilizada, a ‘criptografia pós-quântica’ já está aqui.
O Google está na liderança da computação quântica?
O Google, com seu título de ‘supremacia quântica’, está reivindicando a liderança no campo, mas a IBM é uma rival próxima. A pesquisa aplicada está crescendo e as startups estão surgindo também. Hoje, já é possível reservar períodos de tempo para utilizar um computador quântico conectado a um servidor em nuvem para fazer o trabalho de pesquisa.
A China, que investiu pesado em áreas como inteligência artificial, também apoia a computação quântica, abrindo outra frente em sua guerra fria comercial e tecnológica com os Estados Unidos.