Novo computador quântico chega para acirrar competição

Equipe de cientistas, engenheiros e técnicos da Honeywell desenvolveram o computador quântico de melhor desempenho disponível. Com um volume quântico de 64, o computador quântico é duas vezes mais poderoso que a próxima alternativa na indústria.

“O que torna nossos computadores quânticos tão poderosos é ter qubits da mais alta qualidade, com as menores taxas de erro. É uma combinação do uso de qubits idênticos e totalmente conectados e controle de precisão”, disse Tony Uttley, Presidente da Honeywell Quantum Solutions.

Como um computador quântico se parece?

Primeiro, existe uma câmara de vácuo ultra-alta. É uma esfera de aço inoxidável, do tamanho de uma bola de basquete, com portais para permitir a luz do laser e da qual o ar foi bombeado, de modo a conter um vácuo de cinco vezes menos partículas que o espaço sideral.

A câmara é resfriada criogenicamente com hélio líquido para elevar a temperatura do chip de captura de íons a 10 graus acima do zero absoluto (aproximadamente 441 graus Fahrenheit negativos, mais frio que a temperatura da superfície de Plutão).

Dentro da câmara, os campos elétricos levitam átomos individuais 0,1 mm acima de uma armadilha de íons, um chip de silício coberto de ouro do tamanho de um quarto. Os cientistas lançam lasers nesses átomos com carga positiva para realizar operações quânticas.

“Para o contexto de quão pequeno é um átomo, se você colocar as mãos em uma esfera, estará segurando cerca de um trilhão de trilhões de átomos”, disse Tony.

Enquanto isso, há muitos equipamentos para controlar o computador quântico. Os sistemas de controle são necessários para manipular com precisão as centenas de sinais elétricos independentes necessários para mover os íons (qubits) na intrincada dança usada para algoritmos de informação quântica. Como as operações são todas feitas com lasers, várias óticas são alinhadas entre as tabelas ópticas, cada uma especificada para a cor correta da luz. Toda essa infraestrutura ocupa aproximadamente duas grandes mesas ópticas (aproximadamente 1,5 m de largura e 6,1 m de comprimento), um espaço significativo, pois o verdadeiro poder de computação é aproveitado com os poucos átomos pairando sobre a superfície da armadilha.

Quais problemas só um computador quântico pode resolver?

Os computadores quânticos aproveitam seu poder para conseguir investigar muitos resultados em potencial ao mesmo tempo. É aí que entra a física quântica. Os bits de computação tradicionais estão no estado “0” ou “1”. Por outro lado, os bits quânticos, chamados qubits, podem estar nos dois estados ao mesmo tempo, uma propriedade chamada superposição.

“Isso significa que, quando você tem esses qubits interagindo entre si em um cálculo, você obtém o que eu chamo de superpotência quântica”, disse Tony. “Você obtém uma expansão exponencial no número de valores que podem ser considerados ao mesmo tempo”, diz.

Na prática, isso significa que certos cálculos que nunca podem ser feitos, mesmo no supercomputador com melhor desempenho, serão um dia computados em um computador quântico. Um exemplo é o melhor caminho dos robôs em um centro de distribuição para melhorar a velocidade de seleção de itens e pedidos de embalagem.

Esses cálculos são processados através de algoritmos projetados e desenvolvidos especificamente para computadores quânticos. Esses algoritmos são semelhantes aos algoritmos clássicos da ciência da computação, mas também aproveitam uma combinação de conhecimentos de física e matemática.

No ecossistema quântico, há vários especialistas em algoritmo quântico, especializados em “converter” problemas do mundo real em algoritmos de padrão quântico. A Honeywell Ventures investiu e fez parceria com duas das empresas que fazem isso, Zapata Computing e Cambridge Quantum Computing.

O que o futuro da computação quântica espera?

Quando a Honeywell decidiu construir um computador quântico, a empresa priorizou a criação de qubits da mais alta qualidade, focando em eliminar os erros presentes no sistema em um número menor de qubits e, em seguida, trabalhando para aumentar o número de qubits. Ao obter erros tão baixos em nossas operações quânticas, a cada novo qubit adicionado à máquina, o volume quântico se expande.

De acordo com a Honeywell, isso aumenta a capacidade da computação quântica aos clientes.

Uma parceria com o Azure Quantum da Microsoft, permitirá que a empresa ofereça às organizações acesso ao computador quântico diretamente através da interface HoneyWell e também através do portal Azure Quantum.

“A promessa da computação quântica, em última análise, é que, em vez de se aproximar, você é exato”, disse Tony. “Você pode analisar todas essas diferentes interações exatamente ao mesmo tempo para obter uma solução ideal”, diz.