Investigadores chineses ultrapassam Google e criam computador quântico mais poderoso do mundo

Uma equipa de investigadores chinesa superou a Google, construindo um computador quântico que completou um cálculo em pouco mais de uma hora que levaria mais de oito anos a ser executado em computadores clássicos.

É o mais recente marco numa linha de empolgantes desenvolvimentos de computação quântica nos últimos dois anos. Nos dois últimos anos, investigadores em todo o mundo finalmente alcançaram a tão procurada “vantagem quântica” – o ponto em que a computação quântica pode resolver um problema que levaria uma quantidade de tempo impraticável para a computação clássica.

Em 2019 a Google alcançou o marco pela primeira vez utilizando qubits supercondutores – que dependem do fluxo de corrente para realizar cálculos -, no ano seguinte, na China, aumentou a aposta usando qubits fotónicos (que são baseados em luz e têm potencial para operação mais rápida).

Agora, outra equipa chinesa, liderada pelo mesmo investigador – Jian-Wei Pan da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Xangai, superou o desempenho da Google novamente.

Num estudo publicado no ArXiv, a equipa demonstrou vantagem quântica usando qubits supercondutores num processador quântico chamado Zuchongzhi.

Este Zuchongzhi é um computador programável 2D que pode manipular simultaneamente até 66 qubits. A nova demonstração utilizou 56 deles para resolver um problema computacional projetado para testar a destreza do computador – ou seja, demonstrar a distribuição de saída de circuitos quânticos aleatórios, indica a revista Cosmos.

A base teórica para este problema é difícil de resumir, envolvendo teoria de matrizes aleatórias, análise matemática, caos quântico, complexidade computacional e teoria de probabilidade, mas o importante é saber que o tempo que leva para resolver este problema aumenta exponencialmente quanto mais qubits são adicionados ao sistema.

Isso o torna rapidamente incontrolável para supercomputadores clássicos e, portanto, um ambiente de teste adequado para obter vantagem quântica.

“Estimamos que a tarefa de amostragem concluída por Zuchongzhi em cerca de 1,2 horas levará no supercomputador mais poderoso pelo menos oito anos”, relata a equipa no seu artigo.

“O nosso trabalho estabelece uma vantagem computacional quântica inequívoca que é inviável para a computação clássica num período de tempo razoável. A plataforma de computação quântica programável e de alta precisão abre uma nova porta para explorar novos fenómenos de muitos corpos e implementar algoritmos quânticos complexos.”

Segundo a publicação, este problemaa era cerca de 100 vezes mais desafiador do que o resolvido pelo processador Sycamore do Google em 2019. Enquanto o Sycamore usava 54 qubits, Zuchongzhi usava 56, mostrando que ao aumentar o número de qubits, o desempenho do processador melhorará exponencialmente.

Estes números estão muito aquém dos 76 qubits fotónicos usados ​​na demonstração da equipa chinesa de 2020, mas esse processador envolvia uma nova configuração de lasers, espelhos, prismas e detectores de fótons e não era programável como Sycamore ou Zuchongzhi.