A computação quântica anunciada pelo Google e o futuro dos computadores

Imagem: Pixabay

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Programa Inova 360

Por Leonardo Stringher

Os avanços científicos nem sempre são friamente calculados, parafraseando o conhecido herói vermelho. Ontem foi divulgado oficialmente na revista Nature um estudo de pesquisadores do Google anunciando que a empresa atingiu a supremacia quântica. Um mês antes, um rascunho de trabalho de pesquisa enviado para o site da NASA acidentalmente já informava ao mundo que o Google teria atingido o marco na computação quântica, mas foi retirado do site.

É uma meta que o Google e seus concorrentes têm em vista há anos. Em 2017, a empresa previu que chegaria à supremacia quântica até o final daquele ano, mas o prazo chegou e passou sem nenhum avanço. Nos anos que se seguiram, IBM e Intel foram atrás do Google, testando computadores quânticos com um número cada vez maior de qubits (as unidades de informação que são a razão pela qual os computadores quânticos são tão potencialmente poderosos).

Agora parece que o Google alcançou esse marco em particular à frente de seus concorrentes. O documento detalha como os pesquisadores do Google usaram um processador quântico chamado Sycamore, contendo 53 qubits em funcionamento, para resolver um problema de amostragem aleatória que levaria milhares de anos para os melhores supercomputadores do mundo resolver.

O Sycamore levou apenas três minutos e 20 segundos. O Google está realizando esse projeto em parceria com a NASA. Mas esse avanço não significa que computadores quânticos úteis estejam chegando. Não por um longo tempo. Na verdade, o Google abriu a porta para a próxima era da computação quântica.

E é aí que as coisas começam a ficar realmente interessantes.

Mas o que isso significa? Significa apenas que estamos vivendo um momento em que um computador quântico completa uma tarefa que hoje é impossível para computadores convencionais.

No caso do Google, isso significava dizer ao computador quântico para executar um conjunto aleatório de instruções e depois realizar a análise dos resultados.

Os pesquisadores então tentaram conseguir um supercomputador para prever o que o computador quântico produziria, para garantir que os resultados realmente só sejam alcançáveis por um computador quântico.

O termo “supremacia quântica”, popularizado pelo físico teórico John Preskill, é considerado um pouco exagerado pela comunidade científica. O que ocorre é que esta máquina está fazendo algo computacionalmente que não pode ser replicado em um computador clássico.

Essa é uma grande notícia e um enorme selo de aprovação para a computação quântica. Em outubro de 2017, a IBM demonstrou que poderia simular computadores quânticos com 56 qubits em supercomputadores não quânticos.

E se você pode simular computadores quânticos, por que se preocupar em criar um dispositivo do tamanho de uma sala que precisa ser resfriado com uma quantidade de frio absurda.

O Google afirma que existe toda uma categoria de cálculos que só pode ser resolvida usando computadores quânticos e abre as portas para pessoas que realmente desejam iniciar projetar problemas a serem resolvidos por esses computadores.

Mas o que vem a seguir é muito mais emocionante. O experimento do Google coloca uma linha entre duas épocas da computação quântica.

O problema é que mesmo os computadores quânticos mais promissores são desastrosamente propensos a erros.

Imagine pedir uma computador para realizar um cálculo e uma vez a cada 1.000 vezes ou mais, cuspiria uma resposta completamente aleatória. E isso é por cálculo, um programa pode ser composto de milhões de cálculos individuais, portanto o Sycamore do Google seria inútil em enfrentar qualquer tipo de problema quântico útil.

Apesar de todo esse barulho, os cientistas estão descobrindo como extrair valor de máquinas imperfeitas. Isso pode significar programas de engenharia simples o suficiente para rodar em computadores quânticos e ao mesmo tempo, produzir resultados úteis.

Existe uma outra parte que está trabalhando na melhora do hardware para que computadores quânticos produzam resultados úteis enquanto ainda usam apenas um número relativamente baixo de qubits.

Caso se obtenha vantagem quântica, é aí que podemos começar a pensar nos grandes desafios que apenas os computadores quânticos podem resolver, como fatorar números muito grandes ou modelar a mecânica quântica. Isso exigirá um tipo diferente de computador quântico, um que elimine todos os seus erros e use milhões de qubits para fazer cálculos.

Embora o Google possa liderar agora, não há como saber se o seu computador quântico (baseado em supercondutores circuitos eletrônicos) será a base de futuros computadores quânticos úteis.

Por enquanto, as notícias do Google são empolgantes, mas é difícil imaginar que teremos computadores quânticos úteis tão cedo.

O maior computador quântico até hoje é o processador de 72 qubit do Google, chamado Bristlecone, que nem sequer demonstrou supremacia quântica.

Agora a missão é encontrar utilidade no uso desse recurso, porém o que ocorreu já é uma amostra de progresso e o que estamos vendo nesse momento é que os “jogos” estão apenas começando.

Leonardo Stringher é Gerente de Desenvolvimento de Sistemas na Prático e comentarista do programa de TV Inova360 na Record News