Connect with us

Hi, what are you looking for?

Tecnologia

IBM apresenta sua nova conquista na computação quântica

Computação quântica com correção de erros completa só deve estar disponível no final da década
Computação quântica com correção de erros completa só deve estar disponível no final da década (Foto: Pixabay)

A computação quântica, um campo ainda em desenvolvimento, enfrenta desafios consideráveis para alcançar cálculos sofisticados e consistentes. Um consenso entre especialistas sugere que a computação quântica corrigida de erros — uma tecnologia que poderia eliminar falhas nas operações — ainda levará anos para ser alcançada, provavelmente até o final da década. No entanto, a IBM, uma das líderes na pesquisa em computação quântica, está apostando que será possível realizar cálculos úteis e limitados antes disso. Em seu último anúncio, a empresa compartilhou uma série de desenvolvimentos que podem ajudar a atingir essa meta.

Evolução dos Sistemas da IBM

Embora cada atualização feita pela IBM não seja revolucionária isoladamente, os avanços no hardware e no software, em conjunto, estão tornando o sistema mais eficiente e menos suscetível a erros. Esse progresso levou a IBM a afirmar que seu hardware pode agora sustentar os cálculos mais complexos já realizados. A empresa espera que essa evolução permita aos seus usuários identificar cálculos nos quais o hardware quântico possa ter uma vantagem real.

Melhoria no Hardware de Processamento

No início, a IBM focou no rápido aumento do número de qubits, alcançando pela primeira vez a marca de 1.000 qubits. Contudo, o uso de muitos qubits em um único cálculo elevava a taxa de erro. Agora, a IBM está aprimorando o desempenho de processadores menores, e a atualização mais recente introduziu a segunda versão do processador Heron, com 133 qubits. Esse número ainda ultrapassa a capacidade de simulação de computadores clássicos, desde que o sistema possa operar com baixos índices de erro.

Eliminação de Erros nos Sistemas de Dois Níveis

A IBM fez ajustes significativos para combater um tipo de erro chamado de “erro de sistema de dois níveis” (TLS). Jay Gambetta, vice-presidente da IBM, explicou que esses erros surgem quando estruturas eletrônicas na superfície do processador interferem com os qubits, levando-os a perder a coerência quântica. A empresa conseguiu mitigar esses problemas ajustando as frequências operacionais dos qubits, o que é feito durante o processo de calibração do chip Heron.

Atualizações no Software de Controle

Além das melhorias no hardware, a IBM reescreveu o software que controla o sistema quântico, o que aumentou significativamente a velocidade das operações. Segundo Gambetta, operações que antes levavam até 122 horas agora podem ser concluídas em apenas algumas horas. Essa eficiência reduz o tempo de execução e, consequentemente, minimiza a chance de erros aleatórios, o que é vantajoso para os clientes.

A Questão dos Erros e a Mitigação

Apesar das melhorias, os erros continuam sendo uma realidade na computação quântica. Para contornar isso, a IBM vem investindo em uma técnica chamada de “mitigação de erros”, que consiste em amplificar e medir o ruído do processador para estimar o comportamento real da operação sem interferências. Essa técnica exige um cálculo intenso e pode se tornar difícil à medida que o número de qubits aumenta. No entanto, a IBM otimizou o processo, usando métodos algorítmicos avançados e GPUs para acelerar o cálculo.

Desafios da Mitigação de Erros

A mitigação de erros não elimina completamente os desafios computacionais, mas permite que o método seja usado em circuitos quânticos maiores antes que se tornem inviáveis. Essa capacidade ampliada de mitigação permite à IBM realizar simulações e cálculos mais complexos, aumentando as possibilidades de uso da computação quântica para pesquisas científicas.

Simulações no Modelo de Ising

Utilizando essas técnicas, a IBM conseguiu modelar um sistema quântico chamado de modelo de Ising, realizando com sucesso 5.000 operações quânticas (chamadas “gates”). Esse modelo demonstrou ser uma forma eficaz de explorar o potencial de cálculos quânticos, oferecendo uma precisão de 10% na estimativa de um observável — o que significa que o sistema pode fornecer resultados confiáveis em experimentos controlados.

Aplicações Científicas em Estrutura Eletrônica

Com essa tecnologia, a IBM já está explorando o uso de computação quântica para simular a estrutura eletrônica de compostos químicos simples, como compostos de ferro-enxofre. Segundo Gambetta, essa aplicação mostra que a computação quântica começa a se tornar uma ferramenta científica viável, com potencial de revolucionar áreas como química quântica e ciências dos materiais.

Computação Quântica x Computação Clássica

Apesar dos avanços, a computação quântica ainda não consegue superar consistentemente os métodos clássicos em todos os aspectos. O desafio de definir a “vantagem quântica” — quando uma operação realizada em computadores quânticos é claramente superior a qualquer método clássico — permanece em aberto. Gambetta destacou que, para superar os métodos clássicos, a computação quântica precisa passar por várias iterações de aprimoramento e testes científicos.

Futuro da Vantagem Quântica

A IBM acredita que estamos a poucos anos de alcançar uma vantagem significativa sobre os métodos clássicos, mas reconhece que esse é um processo gradual, que exige o avanço de algoritmos e uma colaboração próxima com pesquisadores de domínio. Esse desenvolvimento contínuo é essencial para que a computação quântica atinja seu pleno potencial.

Expectativas para a Computação Quântica nos Próximos Anos

A IBM continua a investir em pesquisa para expandir as capacidades de seus sistemas quânticos e superar as limitações atuais. A empresa espera que, com melhorias contínuas e avanços na mitigação de erros, a computação quântica se torne uma alternativa robusta para resolver problemas complexos em várias áreas científicas e industriais.

Resumo para quem está com pressa

  • Computação quântica com correção de erros completa só deve estar disponível no final da década.
  • A IBM aposta em cálculos limitados, mas úteis, com seu processador quântico Heron de 133 qubits.
  • A empresa aprimorou o hardware e reescreveu o software, acelerando operações de 122 horas para poucas horas.
  • Mitigação de erros é a técnica atual usada para compensar erros inevitáveis durante cálculos complexos.
  • Aplicações iniciais incluem simulações de estrutura eletrônica de compostos químicos simples.
  • A vantagem quântica sobre métodos clássicos ainda está em desenvolvimento, com expectativa de avanços nos próximos anos.
Written By

Geek, fã de Star Wars, Star Trek e Aliens do Passado, e todas 'maluquices' de Giorgio Tsoukalos e Erich von Däniken. Falo sobre curiosidades da ciência, do espaço e de OVNIs, além do meu Mengão.

Recomendas

Twitter teve que pagar indenização milionária a ex-funcionário após ações de Elon Musk ao assumir empresa

Mundo

Foguete Starship da SpaceX perde contato em teste e destroços iluminam o céu

Pesquisa de brasileiros explica como sol pode afetar terremotos (Ilustração) Pesquisa de brasileiros explica como sol pode afetar terremotos (Ilustração)

Curiosidades

Pesquisa de brasileiros explica como sol pode afetar terremotos

Novos cálculos elevam chances de impacto de asteroide (Foto: NASA) Novos cálculos elevam chances de impacto de asteroide (Foto: NASA)

Mundo

Cálculos elevam risco de impacto de 2,2 para 2,8%

Allianz Parque está no centro do 'mimimi' de atletas (Foto: Divulgação) Allianz Parque está no centro do 'mimimi' de atletas (Foto: Divulgação)

Esporte

A tecnologia dos gramados sintéticos trouxe menos riscos para atletas

Após encontro de líder máximo chinês com empresas privadas de tecnologia, bolsas asiáticas vivem alta (Foto: Arte-AI) Após encontro de líder máximo chinês com empresas privadas de tecnologia, bolsas asiáticas vivem alta (Foto: Arte-AI)

Economia

Encontro de líder chinês com empresas privadas de tecnologia gera forte alta em bolsas de asiáticas

Últimas

Apple lançou o M4 Pro: Novo chip oficial da maçã para Mac mini e MacBook Pro

Tecnologia

Novo lançamento da Apple custa mais de R$ 50 mil

Presidente do Santos confirmou o interesse em Neymar Presidente do Santos confirmou o interesse em Neymar

Esporte

Incoerência: Casa de Neymar tem gramado sintético igual ao que ele crítica nos estádios

Aplicativos podem roubar senhas e contas (Foto: Arte) Aplicativos podem roubar senhas e contas (Foto: Arte)

Tecnologia

Cuidado com sites que prometem ver Stories do Instagram anonimamente

The Guardian e OpenAI fecham parceria hostórica (Foto: GenAI Arte) The Guardian e OpenAI fecham parceria hostórica (Foto: GenAI Arte)

Inteligência Artificial

Tecnologia da OpenAI será usada pelo Guardian Media Group através de contrato inédito

Brincadeira de Javier Milei é crime nos EUA e pode levá-lo a prisão e impeachment (Foto: Arte-AI) Brincadeira de Javier Milei é crime nos EUA e pode levá-lo a prisão e impeachment (Foto: Arte-AI)

Economia

Milei tentou ser "engraçadinho" e conseguiu armar a maior encrenca de seu governo

As mais Lidas