Pesquisadores afirmam supremacia quântica com novo computador quântico baseado em luz

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Pesquisadores afirmam supremacia quântica com novo
computador quântico baseado em luz
O computador quântico chamado Jiuzhang foi capaz de completar uma tarefa 100 trilhões de vezes mais
rápido do que um dos supercomputadores mais rápidos do mundo.
Crédito da imagem: Universidade de Ciência e Tecnologia da China
Em um novo desenvolvimento emocionante, uma equipe de pesquisadores de várias instituições na
China afirma ter alcançado a supremacia quântica (ou vantagem quântica) com seu computador
quântico chamado Jiuzhang, que foi capaz de completar uma tarefa 100 trilhões de vezes mais rápido do
que os supercomputadores mais rápidos do mundo.
A corrida para construir o primeiro computador quântico capaz de alcançar a vantagem quântica foi
aquecida nos últimos anos, com o Google reivindicando um sucesso em 2019, quando seu protótipo
completou um cálculo em minutos que seus pesquisadores estimaram que teria levado um
supercomputador 10.000 anos. Isso atendeu à definição de vantagem quântica – no momento em que
um computador quântico realiza uma tarefa que seria impossível para um computador convencional.
Embora não sejam vistos como um substituto para o computador clássico, os computadores quânticos
prometem revolucionar a maneira como armazenamos, transferimos e criptografamos uma quantidade
infinita de dados, além de resolver problemas impossíveis.
https://www.advancedsciencenews.com/what-are-quantum-computers/
https://www.nasa.gov/feature/ames/quantum-supremacy/
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Isso ocorre porque os computadores quânticos operam com base nos princípios bizarros da mecânica
quântica e o fato de que eles dependem de qubits como sua unidade básica de informação, em vez de
1s e 0s convencionais. Quando um computador binário só pode existir em um estado de cada vez, um
qubit pode existir em vários estados quânticos simultaneamente, permitindo que eles armazenem
enormes quantidades de dados e raciocinem rapidamente através de problemas complexos, explorando
várias soluções ao mesmo tempo.
Em seu artigo publicado na revista Science, a equipe baseada principalmente na Universidade de
Ciência e Tecnologia da China e liderada por Jian-Wei Pan relatou um computador quântico baseado em
fóton capaz de realizar um tipo específico de cálculo chamado amostragem de bóson.
A amostragem de Boson é um modelo simplificado para computação quântica, o que significa que esses
computadores não são amplamente úteis, mas são construídos para um propósito. Embora isso, é claro,
limite sua aplicabilidade, torna-os significativamente mais fáceis de construir do que um computador
quântico universal.
Jiuzhang foi, portanto, atribuída uma tarefa de amostragem de bósons gaussiano, onde deve calcular a
saída de um circuito complexo baseado na transmissão de luz. Aqui, os fótons (partículas de luz
pertencentes a uma classe de partículas chamadas bósons) são transmitidos para o circuito e se
dividem usando divisores de feixe e espelhos, resultando em múltiplas saídas que são representadas
por uma distribuição de números. A tarefa é determinar a saída do sistema, que os computadores
clássicos não podem fazer de forma muito eficiente.
O Jiuzhang, que é um computador quântico baseado em fótons, detectou um máximo de 76 fótons de
um possível 100 em um teste e uma média de 43 em vários testes. Seu tempo de cálculo foi de cerca de
200 segundos, enquanto o supercomputador chinês mais rápido, TaihuLight, teria levado 2,5 bilhões de
anos para chegar ao mesmo resultado.
Isso faz de Jiuzhang o segundo computador quântico do mundo a obter vantagem quântica e representa
um passo à frente para este campo de brotamento.
Embora nem o protótipo baseado em supercondutores do Google possam ser aplicados a problemas do
mundo real, essas conquistas estão despertando esperança de que as tecnologias quânticas um dia se
tornem realidade. Das muitas variantes disponibilizadas por concorrentes como IBM, Microsoft, Amazon
e outras, será interessante ver qual tecnologia prevalece.
Referência: Han-Sen Zhong, et al. Vantagem computacional quântica usando fótons, Ciência (2020).
DOI: 10.1126/science.abe8770
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https://science.sciencemag.org/content/early/2020/12/02/science.abe8770
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