Progresso ‘espetacular’ foi feito em direção a computadores quânticos úteis

Computadores quânticos totalmente práticos ainda estão por vir, mas a indústria da computação quântica está encerrando o ano com otimismo. Na conferência Q2B do Vale do Silício, em dezembro, que reuniu especialistas em negócios e ciência quântica, parecia haver um consenso de que o futuro da computação quântica está ficando mais brilhante.

“No geral, achamos que é altamente provável que alguém, ou talvez várias pessoas, seja capaz de fabricar um computador quântico verdadeiramente útil industrialmente, o que não creio que concluiremos até o final de 2025”, disse Joe Altepetergerente de programa da Quantum Benchmarking Initiative (QBI) da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA em uma apresentação durante a conferência. O objetivo do QBI é determinar quais abordagens estão atualmente competindo na construção de computadores quânticos que podem produzir dispositivos úteis, que também devem corrigir seus próprios erros ou ser tolerantes a erros.

Este programa durará vários anos e envolverá centenas de avaliadores especializados. Considerando o programa após seus primeiros seis meses, Altepeter disse que a equipe identificou “grandes obstáculos” em cada abordagem, mas também ficou surpreso que isso não desqualificou nenhum deles da corrida para produzir dispositivos quânticos úteis.

“No final de 2025, parece-me que todos os principais componentes de hardware parecem estar mais ou menos prontos, aproximadamente no nível de rigor exigido, talvez pela primeira vez, deixando apenas as grandes questões sobre… desafios técnicos”, disse Scott Aaronson na Universidade do Texas em Austin em outra apresentação. Especialista respeitado e comentarista de longa data do setor, Aaronson observou os desafios envolvidos na identificação de novos algoritmos que poderiam levar a usos mais práticos de computadores quânticos, mas descreveu os avanços recentes no desenvolvimento de hardware como “espetaculares”.

Há bons motivos para estar entusiasmado com o hardware de computação quântica, mas os aplicativos estão ficando para trás, diz o Google Ryan Babbush. Na conferência, o Google Quantum AI e vários parceiros anunciaram os finalistas da competição XPRIZE, que pretende mudar isso.

O trabalho dos sete finalistas inclui simulações de biomoléculas relevantes para a saúde humana, algoritmos que podem melhorar simulações clássicas de materiais candidatos para soluções de energia limpa e computação que pode levar em consideração o diagnóstico e tratamento de doenças com causas complexas.

“Há alguns anos, eu não estava muito entusiasmado com a execução de aplicativos em computadores quânticos. Estou ainda mais interessado agora”, disse ele. John Preskill no Instituto de Tecnologia da Califórnia, outro estudioso importante e que define a voz na computação quântica. Em sua apresentação, ele defendeu o uso de computadores quânticos em curto prazo para descobertas científicas.

No ano passado, alguns computadores quânticos foram realmente utilizados para computação, por exemplo, na física de materiais e partículas de alta energia, de formas que provavelmente rivalizarão ou superarão os melhores métodos de computação tradicionais.

Várias aplicações têm sido tradicionalmente identificadas como particularmente adequadas para computadores quânticos, mas também aqui ainda há trabalho a ser feito. Por exemplo, Pranav Gokhale sobre Inflexãouma empresa que constrói dispositivos quânticos a partir de átomos super-resfriados, usando um algoritmo clássico – o algoritmo de Shor – que pode ser usado para quebrar a maior parte da criptografia usada pelos bancos atualmente. Este trabalho é a primeira implementação de uma versão do algoritmo de Shor em qubits lógicos – componentes protegidos contra erros de computadores quânticos. No entanto, estas demonstrações ainda estão muito aquém da complexidade computacional e do poder computacional necessários para facilitar a desencriptação de informações encriptadas no mundo real, sublinhando como ainda são necessárias melhorias significativas de hardware e software, apesar dos avanços recentes.

startup holandesa Quantidade de dispositivos apresenta uma possível solução para um grande desafio na indústria de hardware – tornar os computadores quânticos maiores, o que os tornaria mais poderosos computacionalmente, sem torná-los menos confiáveis. A arquitetura da unidade de processador quântico da empresa promete incorporar 10.000 qubits feitos de circuitos supercondutores, o que é cerca de cem vezes mais do que os computadores quânticos supercondutores mais usados ​​têm hoje. Matt Rijlaarsdam da QuantWare afirma que o primeiro dispositivo deste tamanho poderá estar totalmente funcional dentro de dois anos e meio. Várias outras empresas, como a IBM e a Quantinuum, pretendem construir grandes computadores quânticos na mesma escala de tempo, enquanto a QuEra planeia fabricar 10.000 qubits feitos de átomos ultrafrios em apenas um ano, pelo que a competição será tão acirrada como os desafios de engenharia.

E espera-se que a indústria continue a crescer, de 1,07 mil milhões de dólares em investimento global em 2024 para cerca de 2,2 mil milhões de dólares em 2027, de acordo com uma pesquisa indústria de computação quântica realizada pela Hyperion Research.

“Mais pessoas estão tendo acesso a computadores quânticos do que nunca, e suspeito que farão coisas nas quais nunca pensamos”, disse Jaime Garcia na IBM.