Espreitando no fundo da busca pela verdadeira supremacia quântica está uma possibilidade estranha – tarefas de processamento de números hiper-rápidas baseadas em truques quânticos podem ser apenas um monte de exagero.
Agora, dois físicos da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) na Suíça e da Columbia University nos EUA descobriram uma maneira melhor de julgar o potencial de dispositivos quânticos de curto prazo – simulando a mecânica quântica em que eles dependem hardware mais tradicional.
O estudo utilizou uma rede neural desenvolvida por Giuseppe Carleo da EPFL e seu colega Matthias Troyer em 2016, usando aprendizado de máquina para chegar a uma aproximação de um sistema quântico encarregado de executar um processo específico.
Conhecido como Quantum Approximate Optimization Algorithm (QAOA), o processo identifica soluções ótimas para um problema de estados de energia a partir de uma lista de possibilidades, soluções que devem produzir o menor número de erros quando aplicadas.
“Há muito interesse em entender quais problemas podem ser resolvidos de forma eficiente por um computador quântico, e o QAOA é um dos candidatos mais proeminentes”, disse Carleo.
A simulação QAOA desenvolvida por Carleo e Matija Medvidovic, um estudante graduado da Universidade de Columbia, imitou um dispositivo de 54 qubit – de tamanho considerável, mas bem alinhado com as últimas conquistas em tecnologia quântica.
Embora fosse uma aproximação de como o algoritmo seria executado em um computador quântico real, ele fez um trabalho bom o suficiente para servir como um negócio real.
O tempo dirá se os físicos do futuro estarão rapidamente analisando os estados básicos em uma tarde de cálculos de QAOA em uma máquina de boa-fé, ou se demorarão usando código binário testado e comprovado.
Os engenheiros ainda estão fazendo progressos incríveis no controle da roda giratória da probabilidade presa em caixas quânticas. Se as inovações atuais serão suficientes para superar os maiores obstáculos na tentativa desta geração de tecnologia quântica é a questão urgente.
No centro de cada processador quântico estão unidades de cálculo chamadas qubits. Cada um representa uma onda de probabilidade, uma sem um único estado definido, mas é capturada de forma robusta por uma equação relativamente direta.
Ligue qubits suficientes – o que é conhecido como emaranhamento – e essa equação se torna cada vez mais complexa.
À medida que os qubits vinculados aumentam em número, de dezenas para pontuações para milhares, os tipos de cálculos que suas ondas podem representar deixarão tudo o que pudermos gerenciar usando bits clássicos de código binário no pó.
Mas todo o processo é como tecer um tapete de renda com uma teia de aranha: cada onda está muito longe de se enredar em seu ambiente, resultando em erros catastróficos. Embora possamos reduzir o risco de tais erros, não há maneira fácil agora de eliminá-los completamente.
No entanto, talvez possamos conviver com os erros se houver uma maneira simples de compensá-los. Por enquanto, a antecipada aceleração quântica corre o risco de ser uma miragem que os físicos estão desesperadamente perseguindo.
“Mas a barreira da ‘aceleração quântica’ é quase rígida e está sendo continuamente remodelada por novas pesquisas, também graças ao progresso no desenvolvimento de algoritmos clássicos mais eficientes”, diz Carleo.
Por mais tentador que seja usar simulações como uma forma de argumentar que a computação clássica mantém uma vantagem sobre as máquinas quânticas, Carleo e Medvidovic insistem que o benefício final da aproximação é estabelecer benchmarks sobre o que poderia ser alcançado na era atual do quantum imperfeito emergente. tecnologias.
Além disso, quem sabe? A tecnologia quântica já é uma aposta suficiente. Até agora, é um que parece estar valendo a pena.
Publicado em 10/08/2021 00h30
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