Computador quântico mais poderoso do mundo é apresentado por cientistas
Cientistas da Quantinuum anunciaram a criação do Helios, o computador quântico mais potente já desenvolvido
Cientistas da Quantinuum anunciaram a criação do computador quântico mais potente já desenvolvido. Segundo a equipe, o novo sistema tem a capacidade de resolver problemas que, atualmente, só poderiam ser solucionados por um supercomputador se este consumisse uma quantidade de energia superior à total emitida por um quasar, um dos corpos celestes mais brilhantes do universo.
Denominado Helios, o novo equipamento é equipado com uma unidade de processamento quântico (QPU) composta por 98 qubits físicos feitos de íons de bário. Esses qubits estão organizados em uma formação chamada “armadilha iônica de junção”, que consiste em uma estrutura circular pequena que se conecta na base e se estende em duas hastes paralelas.
Essa configuração inovadora aprimora a detecção e correção de erros, resultando em um desempenho superior ao das QPUs existentes durante a realização de cálculos, conforme afirmaram os cientistas. Os detalhes das descobertas foram publicados em um estudo no dia 5 de novembro pelo Laboratório Nacional Sandia, em parceria com a empresa
De acordo com o portal Live Science, a equipe declarou que este é, de fato, o computador quântico mais potente do mundo, após passar por uma série de testes de referência. Além disso, utilizaram a máquina para simular um metal supercondutor e fizeram uma nova descoberta sobre o comportamento atômico desse material.
Melhor desempenho
A equipe conseguiu transformar os 98 qubits físicos em 48 qubits lógicos totalmente corrigidos por erro (48 pares com dois sobressalentes), que compartilham dados para minimizar as chances de falhas em caso de erro. Dessa forma, alcançaram o que o diretor de design computacional e teoria da Quantinuum, Dvid Hayes, descreveu como “um desempenho melhor do que o ponto de equilíbrio”.
Esse termo significa que o processador oferece um desempenho melhor em cálculos reais com códigos de correção de erro do que sem qualquer esforço corretivo — algo que não é tão simples quanto parece. Até então, os cientistas acreditavam ser necessário uma proporção de 10:1 para qubits lógicos (cerca de 10 qubits físicos entrelaçados para criar um qubit lógico), mas os pesquisadores da Quantinuum conseguiram reduzir essa relação para 2:1.
Ainda foram realizados experimentos utilizando 50 e 96 qubits lógicos, mas os resultados não foram tão significativos. No entanto, alcançar bons resultados com 46 facilitará a construção de máquinas muito maiores no futuro, quando os cientistas ampliaram esses sistemas para milhões de qubits — condição necessária para superar os supercomputadores mais rápidos, segundo Hayes.
Nova linguagem
Além disso, foi criada uma nova linguagem de programação chamada Guppy, baseada na popular linguagem Python e projetada para ser compatível com sistemas futuros tolerantes a falhas. A equipe também desenvolveu do zero uma nova pilha de controle para permitir que o motor de controle — a parte clássica do computador — detectasse e resolvesse erros em tempo real.
O motor de controle opera como um computador clássico e projeta os circuitos quânticos enquanto estão em funcionamento. Em seguida, Helios utiliza GPUs da Nvidia para decodificar informações sobre erros e enviar as correções ao computador quântico para reduzir as falhas.
“Agora ele precisa pensar rápido o suficiente para poder planejar e mudar o problema quântico rapidamente o suficiente para que os qubits não fiquem parados e desfasando e decoerindo [perdendo o delicado estado quântico no qual os cálculos podem ser realizados] e toda essa coisa”, explicou Hayes. “Finalmente dominamos esse motor de controle em tempo real que é necessário para a tolerância a falhas, e ele é uma parte integral da nova máquina”.
