Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/03/2018
À
esquerda, o protótipo do Bristlecone. À direita, um esquema do processador onde
cada X representa um qubit, com as conexões aos qubits mais próximos.
[Imagem: Google Labs]
Engenheiros
do Quantum AI
Lab, o laboratório do Google responsável pelas pesquisas em computação
quântica e outras tecnologias avançadas, apresentaram seu mais novo processador
quântico. O processador, batizado de Bristlecone, tem 72 qubits do tipo
supercondutor.
A empresa
afirma que o objetivo deste protótipo é funcionar como plataforma de testes
para melhorar as taxas de correção de erros, um dos grandes desafios da computação quântica, e a escalabilidade, ou seja, a engenharia
necessária para ir acrescentando bits quânticos adicionais.
Na
verdade, o Bristlecone já é um escalonamento de uma versão anterior de 9
qubits. Essa versão anterior apresentou taxas de erro consideradas baixas: 1%
na leitura dos valores gravados, 0,1% na confiabilidade das portas de um qubit
e, mais importante em termos práticos, 0,6% nas portas de dois qubits.
O consenso
entre os pesquisadores da área é que a chamada "supremacia quântica",
o ponto a partir do qual os processadores quânticos podem superar os
processadores eletrônicos clássicos, será alcançada com um processador quântico
de pelo menos 49 qubits que apresente uma taxa de erro máxima de 0,5%.
Como
servirá como plataforma de testes, a empresa ainda não anunciou as taxas de
erro do Bristlecone. De qualquer forma, a opção por aumentar largamente o
número de qubits, sem se limitar aos 49 qubits que a teoria aponta como fronteira para a supremacia quântica,
como fez a Intel recentemente, dá aos projetistas um campo mais amplo
para experimentações e testes.
“Nós escolhemos um dispositivo deste tamanho
para podermos demonstrar a supremacia quântica no futuro, para investigar a
correção de erros de primeira e segunda ordens usando código de superfície, e
para facilitar o desenvolvimento de algoritmos quânticos em um hardware real,” anunciou o
Google.
Código de
superfície é uma técnica de programação de processadores quânticos que usa
códigos estabilizadores compostos de qubits dispostos em duas dimensões,
reduzindo significativamente as taxas de erro. Uma técnica alternativa, embora
similar, é o chamado código de cores.
“Pode-se pensar, por analogia, no código de
superfície como um guardanapo com duas partes ásperas e duas lisas, e o código
de cores como se dobrássemos esse guardanapo ao longo de sua diagonal. Como no
guardanapo dobrado existem coisas novas que agora estão próximas, é possível
fazer mais portas lógicas 'transversalmente'. Isso é bom porque evita a
propagação de erros e é relativamente fácil. No entanto, o código de cor
precisa de mais qubits para interagir em cada estabilizador, o que acaba
levando a um limiar de ruído mais baixo. Assim, pode-se dizer que, embora muito
similares, cada código tem suas vantagens e desvantagens,” explicou
o professor Fernando
Pastawski, do Instituto de Tecnologia da Califórnia.
Relação
teórica entre a taxa de correção de erros e o número de qubits. A área em
vermelho destaca o objetivo da equipe do Google. [Imagem: Google Labs]
“Queremos alcançar um desempenho semelhante às
melhores taxas de erro do processador de 9 qubits, mas agora em todos os 72
qubits do Bristlecone. Acreditamos que o Bristlecone pode então se tornar uma
prova de princípio convincente para a construção de computadores quânticos em
grande escala. Operar um dispositivo como o Bristlecone com baixas taxas de
erro requer uma harmonia entre uma porção de tecnologias, do software e da
eletrônica de controle ao próprio processador. Fazer isso direito requer uma
engenharia de sistemas cuidadosa em várias iterações. Estamos cautelosamente
otimistas de que a supremacia quântica pode ser alcançada com o Bristlecone,” disse a
equipe do Google em nota.
