IBM quer construir computador quântico de 1.000 qubits até 2023

A corrida tecnológica no campo da computação quântica acabou de ganhar um novo capítulo. Isso porque a IBM, gigante da informática com sede nos Estados Unidos, trouxe à público na última terça-feira (15) novos planos: criar um computador quântico com 1.000 qubits (relembraremos o que são eles mais para frente) até o ano de 2023.

Até agora, o processador quântico mais potente desenvolvido pela empresa, lançado no último mês de agosto, conta com 65 qubits. E esse número deve ser superado por larga margem já no ano seguinte. Para 2022, a ideia da IBM é ter um chip de 433 qubits.

Referência no desenvolvimento de computadores quânticos, a IBM viu a concorrência se intensificar nos últimos anos. Gigantes da tecnologia, como Amazon e Microsoft, também publicaram seus primeiros resultados, investindo pesado no setor. O marco mais importante, porém, veio em setembro de 2019, quando o Google reivindicou ter alcançado a chamada “supremacia quântica”.

Mas o que isso significa exatamente? Basicamente, seu computador quântico de 53 qubits, Sycamore, conseguiu executar uma tarefa que, de tão complexa, não poderia ser feita por uma máquina comum em tempo hábil. Para testá-lo, a Google bolou um exercício matemático que um supercomputador não quântico – como o Summit da IBM, o mais potente do planeta – demoraria 10 mil anos para cumprir. E aí foi ver quanto tempo o Sycamore leva para repetir a tarefa. Resultado? 3 minutos e 20 segundos. 

Dito tudo isso, vamos às explicações. Que raios são qubits, e no que eles se diferem de bits convencionais de computador?

Um computador tradicional é como uma cidade cheia de ruas microscópicas, por onde circulam elétrons. Pela ação dos transistores, componentes eletrônicos que funcionam como guardas de trânsito, liberando e interrompendo a corrente elétrica, os elétrons vagam por esses microcircuitos. 

Se um usuário dá um comando qualquer ao computador, ele é interpretado pela máquina como uma sequência de zeros e uns – que correspondem a ligado ou desligado. Quando o comando recebido é um, é sinal de que deve haver fluxo de elétrons. Se é zero, nenhum elétron deve passar por ali. Essas unidades fundamentais de informação levam o nome de bits. 

Enquanto a computação convencional obedece à lógica binária, a computação quântica funciona de outra forma. Bits quânticos, ou qubits, podem ser tanto 0 zero quanto o um – e podem existir nos dois estados ao mesmo tempo. Essa propriedade é chamada de superposição. Ela dura apenas algumas frações de segundo e é muito instável – por isso é que supercomputadores precisam operar em temperaturas baixíssimas, próximas ao zero absoluto, com a ajuda de refrigeradores ultra-potentes.

Trata-se de uma ciência complexa mas que, se dominada, pode aumentar vertiginosamente a capacidade de processamento de computadores. Quanto mais qubits, pelo menos na teoria, mais potente é o computador. Um chip quântico com 65 qubits, como o da IBM, tem capacidade de processar 2⁶⁵ (um número com 65 zeros) combinações ao mesmo tempo. A ideia dos cientistas é que, no futuro, essas máquinas sejam capazes de fazer cálculos complexos, e permitir avanços nas áreas de criptografia e machine learning, por exemplo. Você pode ler mais sobre as aplicações da computação quântica neste texto da SUPER.

Apesar de o último modelo lançado pela IBM superar o da Google em número de qubits, a empresa não diz possuir a dita “supremacia quântica”. O termo, aliás, é rechaçado pela IBM, que argumenta que um experimento de laboratório, sem função prática, não pode ser suficiente para cravar o domínio da tecnologia.

A Google não parece se importar muito com os questionamentos da rival e, inclusive, anunciou em abril os planos de criar um computador com 1 milhão (!) de qubits em até 10 anos. A IBM não ficou atrás, e disse estar trabalhando em um refrigerador capaz de sustentar um computador igualmente potente. Se a empresa vai conseguir cumprir a promessa, essa já uma outra história. Mas as metas dos próximos anos devem servir como um bom parâmetro.