Computador quântico recordista com mais de 1.000 qubits

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A empresa americana Atom Computing cria o primeiro computador quântico com 1.180 qubits, o que pode melhorar a precisão da máquina.

O maior computador quântico construído pela Atom Computing. Foto: Atom Computing — O maior computador quântico construído pela Atom Computing. Foto: *Atom Computing*

O primeiro computador quântico do mundo tem mais que o dobro de bits quânticos (qubits) que o recordista mundial anterior, o Osprey da IBM (433 qubits). Embora mais qubits não signifiquem necessariamente melhor desempenho, um grande número de qubits é essencial para futuros computadores quânticos livres de erros, ao contrário das barulhentas máquinas de pesquisa atuais. Os maiores computadores quânticos, como os da IBM e do Google, usam circuitos supercondutores resfriados a temperaturas extremamente baixas. Mas a máquina recordista da startup californiana Atom Computing tem 1.180 qubits, usando átomos neutros mantidos no lugar por lasers em uma rede bidimensional, informou a New Scientist em 24 de outubro.

Uma vantagem desse design é que é fácil escalar o sistema e adicionar mais qubits à rede, de acordo com Rob Hays, CEO da Atom Computing. Qualquer computador quântico futuro útil e livre de erros (uma propriedade chamada tolerância a falhas) precisará de pelo menos dezenas de milhares de qubits corretores de erros operando em paralelo com o qubit de programação.

“Se simplesmente aumentarmos a escala para dezenas de qubits, como a maioria dos sistemas supercondutores e de armadilhas iônicas fazem hoje, levará muito tempo para chegar à era das máquinas tolerantes a falhas. Com a abordagem do átomo neutro, podemos chegar lá muito mais rápido”, explica Hays. Segundo ele, a equipe da Atom Computing pretende aumentar o número de qubits na máquina em um fator de cerca de 10 a cada dois anos.

Ao contrário dos bits de computador convencionais, que são 1 ou 0, os qubits são mais diversos, com uma gama de características diferentes dependendo de como são feitos. Átomos neutros são mais adequados ao emaranhamento quântico, um estranho efeito quântico no qual dois qubits estão ligados e podem influenciar um ao outro mesmo a grandes distâncias. Eles também são mais estáveis. O qubit no computador da Atom Computing impede o colapso do estado quântico, alcançando assim a tolerância a falhas, por quase um minuto. Em comparação, o computador Osprey da IBM tem um tempo de ligação do qubit de apenas 70 a 80 microssegundos.

O longo tempo de coerência vem do átomo de itérbio que Hays e seus colegas usaram como qubit. A maioria das máquinas de átomo neutro usa os elétrons do átomo como elementos quânticos para realizar cálculos, mas eles são facilmente perturbados pelos poderosos lasers usados para mantê-los no lugar. Com o itérbio, os pesquisadores conseguiram aproveitar uma característica quântica do núcleo do átomo chamada spin (o momento angular intrínseco da partícula), que é menos suscetível a perturbações. De acordo com o pesquisador Ben Bloom, da Atom Computing, o núcleo não interage com seu ambiente externo tão fortemente quanto o elétron.

Como os qubits têm tantas características diferentes, é difícil compará-los entre máquinas diferentes. No entanto, Bloom afirmou que a máquina da Atom Computing tem o mesmo poder de processamento que o computador da IBM. A equipe espera disponibilizar o computador aos clientes no próximo ano para aplicações de computação em nuvem.

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