No campo de atuação dos computadores quânticos, um desafio se destaca acima de todos os outros: a correção de erros. Os protótipos de máquinas quânticas que temos atualmente não têm a capacidade de corrigir os seus próprios erros, uma deficiência que limita muito as aplicações em que podem ser usados. Alguns cientistas, como o matemático israelense Gil Kalai, que leciona na Universidade de Yale (Estados Unidos), defendem que a tão esperada correção de erros é inatingível.
Outros pesquisadores, a maioria deles, estão convencidos de que esse recurso chegará aos computadores quânticos. Ignacio Cirac, físico espanhol e fundador da computação quântica juntamente com o físico austríaco Peter Zoller, acredita que é um objetivo aceitável: “Desenvolver um computador quântico que não tenha erros é muito complicado. Não concordo com o que o Gil diz nessa área), mas acho que vai demorar muito.
Não existe uma estratégia única para derrubar este muro; existem vários e eles são contundentes
Em meados de junho, um grupo de pesquisadores da IBM publicou um artigo extraordinariamente esperançoso na Nature. Sua tese coloca sobre a mesa, com argumentos tangíveis, a possibilidade de que computadores quânticos possam ser usados para resolver problemas significativos antes que a tão esperada correção de bug chegue. Em termos gerais, o que conseguiram foi refinar a calibração dos qubits supercondutores de um processador quântico Eagle de 127 qubits, fabricado pela IBM, com o objetivo de minimizar o ruído a que está exposto e aumentar a sua coerência.
Na IBM eles estão convencidos de que terão um computador quântico com capacidade de corrigir seus próprios erros em uma década
Não há dúvida de que esta descoberta é um avanço muito importante, mas o objetivo final dos cientistas que pesquisam na área de computadores quânticos é desenvolver um sistema robusto de correção de erros. Ignacio Cirac acredita que são necessários muitos qubits para tornar isso possível: “O número de qubits dependerá do tipo de problemas que queremos resolver com computadores quânticos. Para resolver problemas simbólicos precisaremos de vários milhões de qubits. Provavelmente até centenas de qubits. milhões de qubits. “.
Apesar de tudo, a IBM está convencida de que terá um computador quântico equipado com a capacidade de corrigir os seus próprios erros dentro de uma década. Seu itinerário nos diz que até o final deste ano ele terá o Condor, seu chip quântico de 1.121 qubits, pronto; Flamingo chegará em 2024, com pelo menos 1.386 qubits; e em 2025, Kookaburra, com não menos que 4.158 qubits. A partir desse momento, a interligação de vários destes chips permitirá escalar o seu hardware quântico na faixa que se estende entre 10.000 e 100.000 qubits.
No entanto, o caminho para a correção de erros não envolve apenas um grande número de qubits de alta qualidade. E um grupo de investigadores do Centro de Computação Quântica RIKEN, no Japão, demonstrou recentemente que é possível utilizar técnicas de aprendizagem automática, que é um campo da inteligência artificial dentro do qual a aprendizagem profunda está confinada, para implementar a correcção de erros num sistema quântico.
“Nosso trabalho não apenas demonstra o potencial do aprendizado de máquina na área de correção quântica de erros; também demonstra nos coloca um passo mais perto da implementação bem-sucedida desta tecnologia em experimentos”, diz Yexiong Zeng, o cientista japonês do Centro RIKEN que liderou esta pesquisa.
Outra linha de investigação extraordinariamente promissora está a ser prosseguida por um grupo australiano de investigadores, outro grupo holandês e uma terceira equipa japonesa. O que eles conseguiram até agora foi desenvolver qubits supercondutores com precisão superior a 99%. Mas o melhor de tudo é que quando os erros são tão raros é muito mais fácil corrigi-los. As tão esperadas correções robustas de bugs provavelmente reconciliarão essas três estratégias. Talvez até mais. Em todo caso, o que é realmente importante é que chegue. Cruzemos os dedos.
Imagem de capa: IBM
Mais informação: O Insider Quântico | CiênciaDaily
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