Computador quântico: IBM quer criar sua maior supermáquina em até 3 anos

A IBM anunciou que até 2023 vai criar um processador com mais mil bits quânticos (ou qubits). A novidade está no primeiro mapa para evolução da tecnologia quântica da empresa. Com isso, a empresa quer ocupar o topo do setor e acirrar a disputa com outras que também estão atrás disso, como a Amazon, o Google e a Microsoft.

O termo quântico na computação pode até dar um nó na cabeça de quem não está acostumado. Na prática, isso significa que a IBM prepara um supercomputador capaz de processar grandes quantidades de informação de maneira muito mais rápida que computadores convencionais e até as versões quânticas já existentes.

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A empresa já possui, atualmente, um dos maiores computadores quânticos do mundo, com 65 qubits. A aposta quer aumentar essa potência gradativamente nos próximos três anos, chegando a 127 qubits no próximo ano e 433 qubits em 2022, antes do marco de mil qubits, em 2023.

Só para ter uma noção da grandiosidade do projeto, o chip Sycamore, do Google, que tem 53 qubits de capacidade, conseguiu desvendar em 200 segundos o segredo por trás de um gerador de números aleatórios, algo que o mais potente computador do mundo até então (o Summit, da IBM) levaria 10 mil anos para fazer.

Ao comentar a meta ambiciosa da empresa, o diretor da IBM Pesquisa, Dario Gil, afirmou ao site Tech Crunch que o mundo vive um novo momento na indústria quântica e que é preciso planejamento para direcionar os recursos necessários.

Instabilidade é problema

Apesar de todos os avanços que a computação quântica poderá trazer para toda a humanidade, os qubits são imprevisíveis.

Como suas características são formadas por partículas muito pequenas, qualquer perturbação no ambiente, variações mínimas de temperatura ou vibrações imperceptíveis, pode fazer a informação se perder Para que isso não aconteça, eles precisam estar armazenados em um ambiente a -273 °C (considerado o zero absoluto).

No seu mapa de evolução quântica, a IBM anunciou a construção de um refrigerador de diluição, de três metros de altura, para abrigar os novos chips. A empresa afirma, no entanto, que nem ele será capaz de sustentar mais do que um milhão de qubits.

Com todos esses desafios, o projeto de um computador quântico é um investimento bastante alto para qualquer empresa de tecnologia.

Dario Gil acredita que 2023 será um ponto de virada na indústria, com o caminho da supermáquina da IBM impulsionando melhorias em toda a cadeia. A mais importante —e ambiciosa— dessas melhorias é reduzir a taxa de erro de cerca de 1% hoje, para algo próximo a 0,0001%.

Mas essa é apenas parte do problema. "Conforme você fica mais rico e sofisticado com essa tecnologia, cada camada da 'pilha' de inovação acaba se tornando quase como um campo infinito", alerta o executivo.

Falta softwares

Enquanto a IBM —e seus concorrentes— trabalham para construir o hardware, também há muitos esforços para construir uma pilha de softwares para computação quântica.

O executivo da empresa enfatiza que agora é a hora de começar a pensar sobre algoritmos quânticos e circuitos quânticos, mesmo que hoje eles tenham um desempenho pior em computadores quânticos do que as máquinas clássicas.

O que é computação quântica?

A computação quântica pega as regras da física quântica e as aplica aos supercomputadores. Enquanto a física clássica é capaz de explicar (e reger) o comportamento de corpos relativamente grandes, as interações entre moléculas, átomos e partículas subatômicas — como elétrons e fótons — são explicadas e regidas por meio da física quântica.

Na computação clássica, quando a corrente elétrica é detectada (ou não), o computador a registra na forma de um bit, que é a unidade mínima de transmissão de dados. Ela pode ser pode ser 0 ou 1, que significa passagem ou ausência de energia.

A lógica de funcionamento dos computadores quânticos é outra. Em vez de corrente elétrica, eles conseguem extrair informações a partir de elementos mais complexos, como a direção do spin de um átomo, a polarização de um fóton, os níveis de energia de um conjunto de átomos, entre outros.

Nessa forma de processamento, a unidade mínima de transmissão de dados é o bit quântico (o qubit). Ele pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo. Isso porque a computação quântica trabalha sob um conceito conhecido como superposição. Assim, dois bits convencionais são só duas informações juntas, enquanto dois qubits agrupam quatro informações (e assim sucessivamente).

Graças a isso, os qubits traduzem um escopo maior de processamento de informações e analisam diferentes hipóteses ao mesmo tempo, chegando a um resultado muito mais rápido que um bit convencional.