O Google reivindicou um avanço na correção dos bugs inerentes aos computadores quânticos de hoje, marcando um passo inicial, mas potencialmente significativo, na superação da maior barreira técnica para uma nova forma revolucionária de computação.

As descobertas da empresa de internet, publicadas na revista Nature, marcam um “marco em nossa jornada para construir um computador quântico útil”, disse Hartmut Neven, chefe de esforços quânticos do Google. Ele chamou a correção de erros de “um rito de passagem necessário pelo qual qualquer tecnologia de computação quântica deve passar”.

Os computadores quânticos lutam para produzir resultados úteis porque os bits quânticos, ou qubits, nos quais eles se baseiam mantêm seus estados quânticos apenas por uma pequena fração de segundo. Isso significa que as informações codificadas em um sistema quântico são perdidas antes que a máquina possa concluir seus cálculos. Encontrar uma maneira de corrigir os erros que isso causa é o desafio técnico mais difícil que o setor enfrenta.

Algumas startups quânticas depositaram suas esperanças de curto prazo em encontrar maneiras de programar as máquinas propensas a erros ou “ruidosas” de hoje, mesmo que isso leve apenas a uma pequena melhoria em relação aos computadores tradicionais. No entanto, esses esforços ainda não produziram resultados práticos, levando a uma visão crescente de que a computação quântica não será útil até que o problema muito maior de correção de erros seja resolvido.

Os pesquisadores do Google disseram ter encontrado uma maneira de espalhar as informações processadas em um computador quântico por vários qubits, de modo que o sistema como um todo pudesse reter o suficiente para concluir uma computação, mesmo quando os qubits individuais saíssem de seu quantum. estado

A pesquisa publicada na Nature apontou para uma redução de apenas 4% na taxa de erro quando o Google ampliou sua técnica para rodar em um sistema quântico maior. No entanto, os pesquisadores disseram que esta foi a primeira vez que o aumento do tamanho do computador também não levou a um aumento na taxa de erro. Neven disse que mostrou que o Google ultrapassou um “ponto de equilíbrio”, após o qual novos avanços renderiam ganhos de desempenho constantes, colocando a empresa no caminho certo para ter seu primeiro computador quântico prático.

A descoberta da correção de bugs foi o resultado de melhorias que o Google fez em todos os componentes de seu computador quântico, desde a qualidade de seus qubits até seu software de controle e o equipamento criogênico usado para resfriar o computador a quase zero. Absolutamente, de acordo com Julian Kelly. , um pesquisador do Google. Isso reduziu o número de erros a um ponto baixo o suficiente para que o tamanho do sistema pudesse ser aumentado sem levar a um aumento exponencial na taxa de erros, acrescentou.

O Google descreveu o avanço como apenas o segundo de seis passos necessários para construir um computador quântico prático. O próximo passo foi refinar sua engenharia para que ele precisasse de apenas 1.000 qubits para criar o chamado qubit lógico: uma abstração, construída sobre os qubits físicos imperfeitos, que podem funcionar sem erros. Neven disse que o Google acreditava que teria uma máquina útil assim que descobrisse como construir e vincular 1.000 qubits lógicos em um único sistema.

As alegações de pesquisa do Google sobre computação quântica se mostraram controversas no passado. Em 2019, ele afirmou em um artigo da Nature que havia alcançado a chamada supremacia quântica, o ponto em que um computador quântico pode concluir uma computação que é, para todos os efeitos, impossível para uma máquina tradicional.

No entanto, essa afirmação foi contestada pela IBM e outros, e novas técnicas de programação foram desenvolvidas para aumentar o desempenho dos computadores tradicionais, adiando o tempo em que os fabricantes de máquinas quânticas poderiam alegar ter alcançado a “supremacia”.

No artigo da Nature desta semana, os pesquisadores do Google disseram que estavam adotando uma postura “cautelosa” em relação à sua mais recente descoberta. Eles alertaram que ainda havia uma pequena chance de que sua técnica de correção de erros não funcionasse quando aplicada a sistemas quânticos muito maiores no futuro.