Willow pode realizar em cinco minutos o que os supercomputadores atuais levariam dez setilhões de anos para concluir.
O Google apresentou um protótipo inovador de computador quântico que marca um marco significativo na capacidade computacional. Esta nova máquina alcança o que os supercomputadores atuais levariam dez setilhões de anos — um período incompreensivelmente vasto que excede a idade do universo — para computar, completando a tarefa em meros cinco minutos. Este avanço, anunciado na segunda-feira, é alimentado pelo “Willow”, o mais recente chip de computação quântica do Google.
Willow: Duplicando a contagem de qubits
O chip Willow representa um salto à frente na computação quântica ao dobrar o número de qubits, ou bits quânticos, em comparação com seu antecessor, Sycamore. Esse aumento na contagem de qubits permitiu um progresso significativo na redução de erros de computação quântica. A redução de erros é crítica para a transição de computadores quânticos de construções teóricas para dispositivos práticos que podem revolucionar a pesquisa e a descoberta científica.
Métricas do Sistema Willow |
|
| Número de qubits | 105 |
| Conectividade média | 3.47
(4 vias típicas) |
Correção de erro quântico (Chip 1) |
|
| Erro de porta de qubit único (média, simultânea) | 0.035% ‡ 0.029% |
| Erro de porta de dois qubits (média, simultânea) | 0.33% $ 0.18%
(CZ) |
| Erro de medição (média, simultânea) | 0.77% ‡ 0.21%
(repetitivo, medir qubits) |
| Redefinir opções | Reinicialização multinível (1) estado e acima)
Remoção de vazamentos (12) somente estado) |
| T, tempo
(quer dizer) |
68 EUA = 13 EUA? |
| Ciclos de correção de erros por segundo | 909,000
(ciclo de código de superfície = 1.1 us) |
| Performance de aplicativos | ^3,57 = 2.14 $ 0.02 |
Amostragem de circuito aleatório (Chip 2) |
|
| Erro de porta de qubit único (média, simultânea) | 0.036% ÷ 0.013% |
| Erro de porta de dois qubits (média, simultânea) | 0.14% + 0.052%
(semelhante ao iswap) |
| Erro de medição (média, simultânea) | 0.67% + 0.51% (terminal, todos os qubits) |
| Redefinir opções | Reinicialização multinível (11) estado e acima)
Remoção de vazamentos (2) somente estado) |
| T, tempo (média) | 98 nós + 32 nós |
| Repetições do circuito por segundo | 63,000 |
| Performance de aplicativos | Profundidade de fidelidade XEB 40 = 0.1% |
| Tempo estimado em Willow vs. supercomputador clássico | 5 minutos vs. 1025 anos |
Compreendendo os computadores quânticos
Os computadores quânticos diferem fundamentalmente dos computadores clássicos usados diariamente. Enquanto os computadores clássicos processam informações usando transistores que alternam entre “1” e “0”, os computadores quânticos dependem de partículas subatômicas manipuladas em estados quânticos. Essas partículas, conhecidas como qubits, alavancam dois princípios-chave da mecânica quântica:
- Sobreposição: Qubits podem existir em múltiplos estados simultaneamente em vez de serem confinados a valores binários. Isso permite que computadores quânticos realizem tipos de cálculos que são impraticáveis para sistemas clássicos. O Google validou essa capacidade usando o teste de benchmark “Random Sampling Circuit”, demonstrando a velocidade superior de seu computador quântico.
- Emaranhamento: Qubits podem se tornar interligados de modo que o estado de um influencia diretamente o estado do outro, independentemente da distância. Embora o mecanismo exato por trás do emaranhamento permaneça um mistério, sua eficácia na computação quântica é bem documentada. Albert Einstein chamou esse fenômeno de "ação fantasmagórica à distância".
Enfrentando o desafio do erro
Apesar de seu imenso potencial, os computadores quânticos enfrentam desafios significativos devido às taxas de erro. Qubits são altamente sensíveis e propensos à interferência de interrupções mínimas, como raios cósmicos. Observar um qubit diretamente colapsa seu estado quântico, transformando-o em um bit clássico e negando suas propriedades quânticas. Consequentemente, a correção de erros em sistemas quânticos requer observação indireta por meio de outros qubits.
À medida que os computadores quânticos aumentam de tamanho, as taxas de erro historicamente aumentam, criando um gargalo para dimensionar esses sistemas. No entanto, a divisão Quantum AI do Google desenvolveu um método inovador de correção de erros que diminui exponencialmente as taxas de erro conforme os qubits crescem. Esse avanço representa uma conquista fundamental na construção de computadores quânticos escaláveis e práticos.
A estrada adiante
Embora os avanços do Google na correção de erros quânticos aproximem o campo da realização de seu potencial transformador, desafios substanciais permanecem. Escalar computadores quânticos para tamanhos operacionais exigirá mais inovação. No entanto, as possibilidades de longo prazo são profundas.
Espera-se que os computadores quânticos impulsionem avanços na ciência dos materiais e na biologia ao permitir cálculos em níveis moleculares e atômicos que são inviáveis para computadores clássicos. Além disso, suas aplicações podem se estender muito além dos casos de uso conhecidos de hoje, desbloqueando oportunidades ainda a serem imaginadas.
A revelação do chip Willow pelo Google e seus avanços associados na correção de erros quânticos representam um passo monumental à frente na computação quântica. Embora computadores quânticos práticos e de larga escala ainda estejam no horizonte, esse marco ressalta o potencial da tecnologia para remodelar a descoberta científica e abordar desafios computacionais que são atualmente intransponíveis.
Envolva-se com a StorageReview
Newsletter | YouTube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | RSS feed
