IBM alcança novo patamar na computação quântica e quer dobrar capacidade

Uma das leis mais famosas da computação tradicional é a Lei de Moore, que estabelece que o número de transistores em um circuito dobra a cada 2 anos. Foi esse tipo de avanço que permitiu o crescimento exponencial dos computadores e garantiu o acesso a máquinas mais robustas e cada vez menores.

Na nova fronteira da tecnologia, com computadores quânticos, as métricas são um pouco mais complexas. A quantidade física de dispositivos compete com a qualidade dos cálculos e até com as condições de funcionamento, que precisam estar em linha com a física quântica.

Mas isso não vem impedindo avanços: na última semana a IBM anunciou que alcançou o volume quântico de 64, um novo patamar na medida para a empresa, que compete com Google, Intel, Microsoft e outras gigantes na corrida pela supremacia quântica, uma capacidade de processamento que permitirá aos computadores realizar cálculos impossíveis para as nossas atuais máquinas binárias. 

Diferentemente dos computadores tradicionais — que tem sua base de dados feita em cima de bits codificados em 0 e 1 — o computador quântico funciona de acordo com os princípios da física quântica. Há um princípio chamado de superposição que permite que os qubits (o bit quântico) permaneçam em uma combinação matemática entre 0 e 1. Outro princípio, do entrelaçamento, estabelece a comunicação entre diferentes qubits, fazendo com que eles se comportem de maneira semelhante e atinjam uma sinergia melhor entre si. Essas máquinas são sensíveis e precisam funcionar a temperaturas muito baixas e com pouca interferência para trazer resultados maximizados.

A nova métrica da IBM foi alcançada num computador de 27 qubits e leva em consideração não só a quantidade de qubits, mas também a conectivdade e a redução de ruído na conexão. Atualmente, há mais de 250 artigos baseados em trabalhos feitos com o IBM Quantum e 250.000 usuários cadastrados para acessar a tecnologia pela internet.

De acordo com Ulisses Mello, diretor global de perspectivas tecnológicas da IBM Research, a projeção é continuar com os avanços no volume quântico para que o volume possa dobrar novamente até o final do ano — a IBM alcançou as 32 unidades ainda no início de 2020. Para alcançar novos patamares, segundo ele, a empresa tem  focado na melhora da taxa de coerência: aumentar o período de estabilidade do computador quântico, o que permite fazer operações de maior qualidade no mesmo tempo ou mais operações num tempo maior.

“Quanto mais qubits você adiciona é como se o network aumentasse. Eles estão um conectado com os outros e é preciso ter certeza que eles uma taxa de comunicação com menor taxa de erro possível, porque o número de cálculos que você pode fazer depende de quanto tempo você consegue manter o estado quântico estável”, explica Mello.

Aplicações comerciais

Por enquanto, ainda é reduzido impacto que a computação quântica tem no dia a dia dos negócios. No entanto, há empresas como bancos, petroleiras e farmacêuticas investindo na tecnologia, para quando estados mais potentes de processamento forem alcançados elas já estejam completamente capacitados a construir em cima da computação quântica.

Por causa da própria característica física de como o computador quântico realiza cálculos complexos, ele será muito útil em indústrias que se beneficiariam de simulações químicas a nível molecular ou mesmo de análises preditivas baseadas em grandes bancos de dados.

Previsões climáticas, estudos de comportamentos químicos de substâncias e a melhor compreensão de elementos biológicos, como neurônios estão na lista de pesquisas que podem se beneficiar do computador quântico. Outra possível utilização seria a decodificação das moléculas do DNA. Embora ele esteja completamente sequenciado, não se sabe a fundo todas as funções de cada pedaço biológico. 

Segundo Mello, não há como fazer uma simulação fidedigna de um catalisador químico com um computador tradicional, por exemplo, por causa da quantidade de informações necessárias para isso, mas com os computador quântico será possível. Algumas empresas se colocam à frente para quando houver volume quântico adequado não terem atrasos com tempo de aprendizado da tecnologia. “Esperar muitas vezes causa uma desvantagem, porque na hora que você acordar já tem gente na frente há 3 anos”, disse.

A IBM anunciou o lançamento comercial do projeto de computação quântica em 2019, durante a Consumer Electronic Show (CES), o maior evento de tecnologia do mundo, realizado anualmente em Las Vegas, nos EUA.

Corrida pela computação quântica

Além da IBM, há outras empresas de tecnologia e universidades trabalhando na busca por um computador capaz de alcançar a supremacia quântica e realizar cálculos absolutamente complexos. Em 2019, o Google anunciou que havia alcançado esse status com o Sycamore, um computador quântico de 54 qubits que havia feito em 200 segundos um cálculo que levaria 10.000 anos no mais potente dos computadores binários.

A marca foi contestada por concorrentes e há uma disputa em torno da noção de superioridade quântica. Para especialistas, o fato de existir um número alto de qubits não é garantia de que um computador seja melhor que outro, já que há mais interferências nesse tipo de sistema.

O futuro do computador quântico é algo que preocupa autoridades: nos EUA há discussões no Congresso para investimentos massivos na tecnologia, encarada como assunto de segurança nacional. Nos próximos anos, os avanços na computação quântica devem continuar acontecendo.