Google revela chip de computação quântica ‘alucinante’

O Google revelou um novo chip que afirma levar cinco minutos para resolver um problema que atualmente levaria dez septilhões de anos para os supercomputadores mais rápidos do mundo – ou 10.000.000.000.000.000.000.000.000 de anos – para ser concluído.

O chip é o mais recente desenvolvimento em um campo conhecido como computação quântica – que está tentando usar os princípios da física de partículas para criar um novo tipo de computador incrivelmente poderoso.

O Google afirma que seu novo chip quântico, apelidado de “Willow”, incorpora “avanços” importantes e “abre caminho para um computador quântico útil e em grande escala”.

No entanto, os especialistas dizem que o Willow é, por enquanto, um dispositivo em grande parte experimental, o que significa que um computador quântico poderoso o suficiente para resolver uma ampla gama de problemas do mundo real ainda está a anos – e bilhões de dólares – de distância.

Os computadores quânticos funcionam de uma maneira fundamentalmente diferente do computador do seu telefone ou laptop.

Eles aproveitam a mecânica quântica – o estranho comportamento de partículas ultraminúsculas – para resolver problemas muito mais rápido do que os computadores tradicionais.

Espera-se que os computadores quânticos possam eventualmente ser capazes de usar essa capacidade para acelerar enormemente processos complexos, como a criação de novos medicamentos.

Há também temores de que possa ser usado para o mal – por exemplo, para quebrar alguns tipos de criptografia usados ​​para proteger dados confidenciais.

Em fevereiro, a Apple anunciado que a criptografia que protege os bate-papos do iMessage está sendo transformada em “prova quântica” para impedir que sejam lidos por futuros computadores quânticos poderosos.

Hartmut Neven lidera o laboratório Quantum AI do Google que criou Willow e se descreve como o “chefe otimista” do projeto.

Ele disse à BBC que o Willow seria usado em algumas aplicações práticas – mas se recusou, por enquanto, a fornecer mais detalhes.

Mas um chip capaz de realizar aplicações comerciais não apareceria antes do final da década, disse ele.

Inicialmente essas aplicações seriam a simulação de sistemas onde os efeitos quânticos são importantes

“Por exemplo, relevante quando se trata do projeto de reatores de fusão nuclear para compreender o funcionamento de medicamentos e do desenvolvimento farmacêutico, seria relevante para o desenvolvimento de melhores baterias de automóveis e outra longa lista de tarefas desse tipo”.

Neven disse à BBC que o desempenho do Willow significava que ele era “o melhor processador quântico construído até hoje”.

Mas o professor Alan Woodward, especialista em computação da Universidade de Surrey, diz que os computadores quânticos serão melhores numa série de tarefas do que os actuais computadores “clássicos”, mas não os substituirão.

Ele alerta contra exagerar a importância do desempenho de Willow em um único teste.

“É preciso ter cuidado para não comparar maçãs e laranjas”, disse ele à BBC.

O Google escolheu um problema para usar como referência de desempenho que era “feito sob medida para um computador quântico” e isso não demonstrava “uma aceleração universal quando comparado aos computadores clássicos”.

No entanto, ele disse que Willow representou um progresso significativo, em particular no que é conhecido como correção de erros.

Em termos muito simples, quanto mais útil é um computador quântico, mais qubits ele possui.

No entanto, um grande problema com a tecnologia é que ela é propensa a erros – uma tendência que aumentou anteriormente quanto mais qubits um chip possui.

Mas os pesquisadores do Google dizem que reverteram isso e conseguiram projetar e programar o novo chip de forma que a taxa de erro caísse em todo o sistema à medida que o número de qubits aumentasse.

Foi um grande “avanço” que superou um desafio fundamental que a área vinha perseguindo “por quase 30 anos”, acredita Neven.

Ele disse à BBC que era comparável a “se você tivesse um avião com apenas um motor – isso funcionaria, mas dois motores são mais seguros, quatro motores ainda são mais seguros”.

Os erros são um obstáculo significativo na criação de computadores quânticos mais poderosos e o desenvolvimento foi “encorajador para todos que se esforçam para construir um computador quântico prático”, disse o professor Woodward.

Mas o próprio Google observa que, para desenvolver computadores quânticos úteis na prática, a taxa de erro ainda precisará ser muito menor do que a exibida pela Willow.

Willow foi fabricado na nova fábrica do Google, construída especificamente para esse fim, na Califórnia.

Países ao redor do mundo estão investindo em computação quântica.

O Reino Unido lançou recentemente o Centro Nacional de Computação Quântica (NQCC).

Seu diretor, Michael Cuthbert, disse à BBC que estava cauteloso com a linguagem que alimentava o “ciclo de hype” e achava que Willow era mais um “marco do que um avanço”.

No entanto, foi “claramente um trabalho altamente impressionante”.

Eventualmente, os computadores quânticos ajudariam em uma série de tarefas, incluindo “problemas logísticos, como distribuição de carga em aeronaves ou roteamento de sinais de telecomunicações ou energia armazenada em toda a rede nacional”, disse ele.

E já existiam 50 empresas quânticas no Reino Unido, atraindo 800 milhões de libras em financiamento e empregando 1.300 pessoas.

Na sexta-feira, pesquisadores da Universidade de Oxford e da Universidade de Osaka, no Japão publicou um artigo mostrando a taxa de erro muito baixa em um qubit de íon aprisionado.

A abordagem deles é diferente para fazer um computador quântico capaz de funcionar em temperatura ambiente – enquanto o chip do Google precisa ser armazenado em temperaturas ultrabaixas para ser eficaz.

As descobertas científicas do desenvolvimento do Willow pelo Google foram publicado na revista Natureza