Por David Nield
Publicado no ScienceAlert
Um novo processador quântico construído em silício será disponibilizado em breve para algumas poucas universidades e outras instituições nos EUA, potencialmente dando a mais pesquisadores a oportunidade de mexer em hardware de computação quântica em primeira mão.
Criado pela fabricante de chips de computador Intel, espera-se que o novo processador – oferecendo o dobro de qubits de um componente semelhante anunciado no ano passado – impulsione a pesquisa em computação quântica e aproxime a tecnologia de se tornar uma realidade prática.
Embora a tecnologia de computação quântica tenha avançado aos trancos e barrancos, os dispositivos ainda são mais como protótipos ou provas de conceito do que máquinas práticas, propensas a problemas de estabilidade e erros e exigindo condições de laboratório superespecíficas.
Apelidado de Tunnel Falls, a nova unidade de processamento quântico de 12 qubits da Intel (ou QPU) foi desenvolvida para recrutar cientistas em toda parte em uma busca para realizar todo o potencial da computação quântica.
“Tunnel Falls é o chip de spin qubit de silício mais avançado da Intel até hoje e se baseia em décadas de experiência em design e fabricação de transistores da empresa”, diz Jim Clarke, diretor de Quantum Hardware da Intel.
“O lançamento do novo chip é o próximo passo na estratégia de longo prazo da Intel para construir um sistema de computação quântica comercial full-stack”.
Assim como o bit é a unidade de cálculo em um computador clássico, o qubit é fundamental para as versões quânticas.
Os bits representam um dos dois estados, que se transformam em sequências que podem armazenar informações e executar tarefas lógicas simples. Qubits representam misturas complexas de estados. Combinados ou “emaranhados” com outros qubits, esses sistemas podem ser usados para realizar operações únicas que levariam uma sequência de bits tradicionais a uma quantidade impraticável de tempo para serem executados.
Empresas como Google e IBM estão adotando abordagens diferentes da Intel, criando versões poderosas da tecnologia que são acessadas remotamente usando software, em vez de distribuir o próprio hardware.
Ao apostar em QPUs que rodam em silício, como os processadores convencionais em nossos computadores hoje, a Intel quer facilitar a transição para a computação quântica. De acordo com a Nature Electronics, “o silício pode ser a plataforma com maior potencial para fornecer computação quântica ampliada”.
Assim como existem diferentes maneiras de armazenar informações binárias, existem diferentes abordagens para isolar, emaranhar e ler qubits. Nos chips da Intel, incluindo o Tunnel Falls, pequenas estruturas chamadas pontos quânticos aprisionam elétrons individuais, que podem ser usados para armazenar e ler informações quânticas em virtude de uma propriedade conhecida como spin.
Esses chips podem ser produzidos com apenas alguns ajustes nas linhas de produção normais da Intel, diz a empresa.
Isso, por sua vez, os torna mais simples de produzir do que outros tipos de qubits que vimos – embora ainda estejamos falando de uma tecnologia incrivelmente delicada e sofisticada. Com mais qubits produzidos, a Intel pode compartilhá-los com outros pesquisadores.
“Esse nível de sofisticação nos permite inovar novas operações quânticas e algoritmos no regime multi-qubit e acelerar nossa taxa de aprendizado em sistemas quânticos baseados em silício”, diz Dwight Luhman, membro da equipe técnica do Sandia National Laboratories do Departamento de Energia dos EUA. .
Equipes como as dos Laboratórios Nacionais Sandia devem ser capazes de trabalhar para melhorar o desempenho dessas QPUs e reduzir as taxas de erro, que é um problema perene quando se trata de desenvolver computadores quânticos.
Nem todo mundo concorda que o silício é o caminho a seguir para a computação quântica, mas pesquisas anteriores mostraram que colocar computadores quânticos em componentes usados na computação clássica convencional pode ser uma abordagem viável.
Diversas abordagens podem ser exatamente o que precisamos para solucionar os problemas da computação quântica, eventualmente levando a sistemas que podem enfrentar enormes desafios de computação que estão muito além do que as máquinas de hoje são capazes de enfrentar.
“Embora ainda existam questões e desafios fundamentais que devem ser resolvidos ao longo do caminho para um computador quântico tolerante a falhas, a comunidade acadêmica agora pode explorar essa tecnologia e acelerar o desenvolvimento da pesquisa”, diz Clarke.
