Alguns dos componentes ópticos usados nos computadores quânticos da Atom Computing
Computação Atômica
A corrida para construir o primeiro computador quântico verdadeiramente útil está esquentando. Os computadores quânticos feitos de átomos super-resfriados já ultrapassaram alguns dos marcos mais importantes no caminho da utilidade, juntando-se a um pequeno grupo de máquinas que são igualmente capazes e promissoras.
Embora exista um consenso generalizado de que computadores quânticos suficientemente poderosos irão transformar a nossa capacidade de descobrir novos materiais e medicamentos e quebrar a encriptação subjacente à Internet, existem muitas ideias concorrentes sobre a melhor forma de os construir. Os pilares da indústria, como Google e IBM, passaram uma década construindo computadores quânticos a partir de minúsculos circuitos supercondutores, e esta abordagem está atualmente liderando o caminho.
Mas abordagens alternativas usando átomos ultrafrios eletricamente neutros ganharam recentemente atenção. Ben Bloom na Atom Computing e seus colegas construíram o chamado computador quântico atômico neutro que poderia capturando e corrigindo repetidamente seus próprios erroso que é um requisito importante para que seja útil.
“Este é um grande sinal sobre o que você pode fazer em um sistema atômico neutro”, disse ele. “A diferença entre os (experimentos) que fizemos antes é uma grande mudança, mas agora tudo o que estamos fazendo é construí-los melhor, mais rápido e mais barato.”
Os pesquisadores se concentraram na correção de erros, ou na capacidade de um computador quântico de reconhecer erros computacionais que comete e descartar e reiniciar cálculos. Os computadores quânticos são notoriamente propensos a erros, portanto corrigi-los é um dos maiores obstáculos para alcançar sua usabilidade.
A correção de erros envolve a difusão de informações em vários bits de computação quântica, chamados qubits. Alguns desses qubits são então usados como sistema de alerta quando ocorre um erro, para que possa ser corrigido.
A equipe da Atom Computing mostrou que poderia aumentar o tamanho do grupo de qubits para correção de erros, de grupos de 16 para grupos de 32, sem introduzir erros adicionais. Na verdade, a taxa de erro é menor para agrupamentos maiores de qubits. Isto é importante porque aumentar o número de qubits em um computador quântico acabará por torná-lo mais poderoso.
Em 2023, pesquisadores do Google aumentaram simultaneamente o número de qubits e reduziram a taxa de erro em um computador quântico supercondutor, assim como fez uma equipe da Universidade de Ciência e Tecnologia da China. em 2025. Também em 2025, uma equipe de pesquisa da Universidade de Harvard mostrou a mesma coisa para outro computador quântico de átomo neutro. Bloom disse que o que diferencia o novo experimento é que a equipe conseguiu manter o computador quântico funcionando e verificando erros, observando os qubits do sistema de alerta, até 90 vezes seguidas. “O objetivo é sempre… realizar uma correção de erros contínua”, disse ele.
Resolver problemas industrialmente relevantes exigirá muitos qubits e computação que possam continuar funcionando de maneira confiável, e a equipe da Atom Computing argumenta que este novo trabalho defende a capacidade de fazer as duas coisas. “Este estudo é o primeiro a reunir todas as capacidades necessárias para construir um verdadeiro computador quântico de átomo neutro em um único experimento”, disse Jeff Thompson na Universidade de Princeton. Ele disse que isso requer esforço experimental, mas ainda há espaço para melhorias nas taxas gerais de erro e na velocidade de computação.
Mark Saffman da Universidade de Wisconsin-Madison dizem que este é mais um passo na construção de um computador quântico de átomo verdadeiramente neutro que pode ser operado continuamente, semelhante à forma como os computadores convencionais podem funcionar continuamente. No entanto, Saffman disse que à medida que um computador quântico continua a trabalhar durante 90 rodadas de verificação de erros, alguns erros adicionais se acumulam, reduzindo sua utilidade potencial.
Bloom disse que ele e seus colegas trabalharam para superar algumas das falhas e está confiante na capacidade da equipe de continuar melhorando o desempenho dos computadores quânticos. Na sua opinião, juntamente com pesquisas de outros grupos de pesquisa, esta nova pesquisa torna os computadores quânticos de átomos neutros um competidor formidável contra outras abordagens, incluindo qubits supercondutores.
“O que esta pesquisa mostra é que muitos dos mecanismos físicos que impedem que os átomos neutros se tornem tão poderosos quanto os qubits supercondutores estão começando a desaparecer”, disse Bloom. Thompson tem uma visão semelhante. “Espero que ocorra um rápido progresso… em toda a indústria”, disse ele.
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