A computação quântica está se aproximando de um novo patamar. Após anos de desenvolvimento contínuo, voltado para a criação de computadores quânticos que possam superar as máquinas clássicas, permanecemos na chamada “era quântica intermediária ruidosa”. No entanto, à medida que o tempo avança, diversas peças essenciais para construir máquinas mais avançadas e estáveis estão finalmente se encaixando. Um exemplo notável disso foi apresentado durante a conferência Microsoft Ignite 2024, onde a Microsoft e a Atom Computing compartilharam uma conquista importante em seu caminho para uma computação quântica tolerante a falhas.
No evento, que atraiu a atenção de especialistas e entusiastas da tecnologia, as duas empresas revelaram que conseguiram entrelaçar 24 qubits lógicos utilizando átomos neutros mantidos no lugar por lasers. Este feito representa o maior número de qubits lógicos entrelaçados registrado até hoje. Para entender a importância desse avanço, é necessário saber que a criação de um qubit lógico envolve um certo número de qubits físicos. Esses qubits lógicos são fundamentais para executar algoritmos quânticos de forma eficiente.
Outro marco nessa conquista é a capacidade do sistema de detectar a perda de um dos átomos que compõem um qubit físico, um problema comum nesse domínio, e, mais importante ainda, corrigir essa perda de maneira eficiente. Essa habilidade é fundamental para garantir que os cálculos não sejam interrompidos. Com a promessa de entregar computadores quânticos baseados nessa tecnologia para clientes comerciais já no próximo ano, as máquinas em questão contarão com mais de 1.000 qubits físicos, aumentando significativamente as possibilidades da computação quântica.
Utilizando essa nova abordagem, Microsoft e Atom Computing foram capazes de criar 20 qubits lógicos a partir de 80 qubits físicos e realizar com sucesso o algoritmo de Bernstein-Vazirani. Este algoritmo, criado na década de 1990, é, em essência, uma demonstração dos poderes da superposição e da interferência quântica. Enquanto um computador clássico precisaria testar cada combinação possível de 0s e 1s, o computador quântico pode fazer isso com uma única consulta, aproveitando a capacidade de testar todas as combinações simultaneamente. Essa característica destaca a superioridade da computação quântica sobre a clássica em determinadas aplicações.
Krysta Svore, executiva da Microsoft, explicita a importância desses avanços ao afirmar: “Executamos esse algoritmo nesse hardware até 20 qubits lógicos e mostramos que conseguimos obter um desempenho melhor do que o físico. Descobrimos que também temos um desempenho melhor do que o clássico para esse algoritmo”. Essa declaração ilustra a capacidade crescente dos sistemas quânticos em superar não apenas suas limitações intrínsecas, mas também rivalizar com as melhores soluções disponíveis atualmente.
Além disso, Svore destacou a plataforma Azure Quantum Compute, que oferece um sistema de virtualização de qubits, permitindo o desenvolvimento de correções de erro quântico otimizadas para processadores quânticos específicos. Esse sistema de virtualização é um fator crítico para os recentes avanços da Microsoft, que também colaborou com a Quantinuum, resultando na realização de 12 qubits lógicos. A combinação do sistema de virtualização da Microsoft com as inovações constantes no trabalho da Atom Computing com átomos neutros foi central para esses progressos.
No entanto, lidar com átomos neutros apresenta desafios únicos. A ocorrência da perda de átomos não é apenas um inconveniente, mas também um obstáculo a ser superado. Após a carga inicial do sistema, imagens podem ser capturadas para verificar a presença de todos os átomos. À medida que o sistema funciona, a detecção da luminescência ajuda a confirmar se um átomo está realmente em seu devido lugar. “Quando um átomo é perdido, queremos saber que isso ocorreu e, em seguida, precisamos corrigir essa perda”, afirma Svore. Isso demonstra um passo significativo na construção de sistemas quânticos mais confiáveis e robustos, capazes de manter a integridade dos cálculos em face de adversidades.
Olhando para o futuro, Microsoft e Atom Computing estão determinadas a oferecer máquinas que suportem até 1.000 qubits físicos comercialmente no próximo ano. O sistema atual já suporta até 256, demonstrando um aumento potencial no número de qubits lógicos disponíveis para aplicações diversificadas. Ben Bloom, fundador e CEO da Atom Computing, expressou entusiasmo ao afirmar: “Estamos animados para continuar nossa colaboração com a Microsoft, que já resultou em marcos significativos na computação quântica. Ao unir nossos qubits de átomos neutros de última geração com o sistema de virtualização de qubits da Microsoft, agora somos capazes de oferecer qubits lógicos confiáveis em uma máquina quântica comercial.” Com essa união, as duas empresas visam avanços rápidos em campos como química e ciência dos materiais, onde a computação quântica pode fazer a diferença.
Em resumo, esses desenvolvimentos ilustram uma fase emocionante na computação quântica, onde a colaboração entre grandes empresas pode levar à realização de ferramentas eficazes para resolver problemas complexos em várias disciplinas. Portanto, prepare-se, pois 2025 promete ser um ano de grandes inovações e conquistas no mundo quântico.
