Pesquisadores do Google afirmam ter atingido a supremacia quântica a partir da solução em 200 segundos de um cálculo que o supercomputador mais rápido do mundo levaria 10 mil anos para resolver. O marco da supremacia quântica simboliza a capacidade de computadores quânticos em resolver problemas inviáveis de serem trabalhados por computadores comuns e, embora contestado pela IBM, reflete um momento histórico na evolução dos computadores quânticos. O resultado do experimento foi publicado na conceituada revista Nature.
O experimento envolveu o Sycamore, computador quântico de 53 qubits desenvolvido pelo Google e que envolve cálculos sobre a geração de números aleatórios. No estudo, o Google diz que o Sycamore realiza a tarefa em 200 segundos e que suas simulações indicam que um supercomputador convencional poderia levar 10 mil anos para terminar a mesma tarefa.
Essa grande diferença entre os dois intervalos é explicada pela natureza dos computadores quânticos. Sistemas desse tipo usam os chamados bits quânticos (qubits), que podem assumir valores sobrepostos: um qubit pode valer 0, 1 ou os dois valores ao mesmo tempo. Num computador convencional, caba bit vale ou 0 ou 1.
Como todas as operações que um computador realiza consistem em manipular o estados dos bits, um computador quântico tende a ganhar em capacidade de processamento, porque pode trabalhar com um volume de dados muito maior numa escala de tempo menor, já que usa qubits capazes de representar mais valores.
O que a supremacia quântica significa?
Computadores quânticos estão evoluindo num ritmo acelerado na última década, mas a realidade de ter um PC quântico em casa ainda está distante. Além de questões técnicas, como necessidade de resfriamento em temperaturas muito baixas, ainda existem algumas outros desafios que precisam ser desenvolvidos de maneira mais completa para que um computador quântico possa ser instalado em uma casa, por exemplo.
Um desses desafios fica por conta da própria natureza desses computadores. Segundo a física quântica, toda vez que um agente observa um fenômeno, ele interfere com o objeto observado, mudando suas propriedades – é por isso que a física quântica levanta a probabilidade estatística de determinada partícula no tempo e espaço. No computador quântico, essa probabilidade se manifesta em um alto grau de imprecisão nos resultados.
Mas para que serve um computador absurdamente rápido, mas potencialmente impreciso? A resposta é que existem cálculos e simulações de perfil muito complexo e que podem ser realizados com algum nível de imprecisão. Além disso, algumas frentes de pesquisa, como inteligência artificial e aprendizado de máquina, podem também trabalhar com sistemas quânticos.
O marco revelado pelo Google sinaliza a crescente viabilidade de computadores quânticos como ferramentas alternativas para áreas de pesquisa na física, química, astrofísica, matemática e ciências da computação.
A IBM contesta
No estudo do Google, os pesquisadores afirmaram ter atingido a supremacia quântica e sustentam o argumento ao apresentar uma simulação que indica que o Summit, supercomputador da IBM mais poderoso do mundo, levaria cerca de 10 mil anos para realizar a tarefa.
A IBM, que está envolvida no nascente mercado da computação quântica, no entanto, veio à público com um comunicado para contestar a descoberta do Google. Segundo a empresa, o Summit também conseguiria executar uma otimização que possibilitaria que o supercomputador resolvesse a mesma tarefa num intervalo mais curto de tempo.
Para a IBM, a estima
... tiva do Google é falha porque simula o trabalho do Summit como se ele usasse apenas a memória RAM durante o processo de cálculo. Como não considera o uso do armazenamento em disco do supercomputador, a simulação do Google acaba, na opinião da IBM, aumentando drasticamente o tempo de processamento que o Summit precisaria para realizar o mesmo processo.
