Representantes da startup QuEra anunciaram que o primeiro computador quântico com correção de falhas será lançado ainda em 2024. A máquina que conta com 256 qubits físicos e 10 qubits lógicos deverá estar funcionando até o final do ano.

Ocomunicado de lançamento acontece depois de um estudo publicado em dezembro de 2023 na revista Nature, na qual pesquisadores da QuEra, Harvard e outras instituições demonstraram um computador quântico funcional contendo 48 qubits lógicos, o maior número testado até agora.

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Qubits físicos e lógicos

Nos computadores convencionais, as informações são armazenadas em bits que possuem valor de 0 e 1, nas máquinas quânticas são utilizados os qubits, que possuem uma superposição entre 0 e 1 devido às leis da mecânica quântica.

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  • Os qubits permitem ser unidos usando emaranhamento quântico, o que faz com que eles existam em vários estados simultaneamente e realizem cálculos de forma muito mais rápida que em computadores convencionais. 
  • No entanto, eles podem ser perturbados muito facilmente, o que os torna mais propícios a erros, cerca de 1 em 1000 falhas, comparada com 1 e 1 quintilhão de bits nos computadores convencionais.
  • Esse problema poderia ser resolvido, se fossem utilizados milhões de qubits, mas o aumento em escala do qubits é limitado devido às altas taxas de falhas, fazendo com que o maior computador quântico até agora tivesse apenas 1000 qubits. 
  • A solução é neutralizar a ocorrência de falhas, o que é conseguido através dos qubits lógicos.

No qubits lógicos, os qubits físicos, ou apenas qubits, são emaranhados quanticamente de forma a armazenarem os mesmos dados em locais diferentes. Essa redundância diversifica os pontos de falha na execução de cálculos, reduzindo os erros.

Novo computador quântico

Para criar os qubits lógicos, os pesquisadores utilizaram códigos de computador com correção de erros para os qubits físicos. A partir disso, são calculados circuitos entre eles para que eles sejam emaranhados. No computador quântico, uma medida que determina se é provável ou não que tenha acontecido o erro, conhecida como síndrome, é calculada, e a partir disso, a máquina corrige os erros e segue para a próxima etapa.

O novo computador da QuEra apesar de ter apenas 256 qubits físicos e 10 lógicos é o primeiro a contar com correção quântica de erros, de acordo com Harry Zhou, físico da startup e coautor do estudo, em resposta ao LiveScience.

Além disso, embora ele não tenha energia suficiente para ser útil por si só, ele pode permitir que programadores de software já comecem a testar códigos para computadores quânticos mais potentes que serão construídos no futuro. A QuEra, por exemplo, planeja lançar vários nos próximos anos, como uma máquina com 30 qubits lógicos e 3000 qubits físicos em 2025, e outra com 100 qubits lógicos e 10 mil qubits físicos em 2026.