Category: computação quântica

Chip quântico do Google faz em 5 minutos tarefa que levaria 10 septilhões de anos

9 de dezembro de 2024

Chip quântico do Google faz em 5 minutos tarefa que levaria 10 septilhões de anos

Chip quântico Willow (imagem: reprodução/Google)

A corrida pela computação quântica continua. Os esforços mais recentes nessa área vêm do Google. A companhia anunciou um chip de codinome Willow que foi capaz de resolver em cinco minutos um problema que um supercomputador atual levaria dez septilhões de anos para processar.

Fica mais fácil termos uma noção do que isso representa se olharmos para a quantidade de zeros desse número. Dez septilhões também podem ser escritos da seguinte forma: 10.000.000.000.000.000.000.000.000.

Tamanho poder é fruto da combinação de uma série de avanços. Uma delas é a capacidade do Willow de reduzir os erros quânticos, um dos principais problemas da computação quântica atual.

Para tanto, os pesquisadores do Google conseguiram desenvolver uma abordagem que reduz a quantidade de erros à medida que o número de qubits do supercomputador aumenta.

Em tempo, qubit é a abreviação de bit quântico. Enquanto a computação atual, baseada na lógica binária, trabalha com um bit assumindo um estado representado por 0 ou 1, a computação quântica permite que um qubit assuma 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores.

Isso aumenta a capacidade do computador de resolver problemas complexos. Por isso, quanto mais quibts um computador quântico tiver, maior tende a ser a sua capacidade de processamento. Por outro lado, o risco de erros aumenta. Com o Willow, o Google dá a entender que conseguiu inverter essa “regra”.

Quantos qubits o Willow tem?

Na atual fase, o Willow trabalha com 105 qubits. Não é um número impressionante, mas, sobre esse aspecto, o Google explica que se focou em qualidade, não em quantidade: “somente produzir um número maior de qubits não ajudará se eles não forem de qualidade alta o suficiente”.

Colocado à prova no benchkmark de amostragem de circuito aleatório (RCS, na sigla em inglês), que compara o desempenho em relação a computadores convencionais, o chip quântico do Google conseguiu finalizar o teste em menos de cinco minutos, enquanto um supercomputador convencional levaria os já mencionados dez septilhões de anos para isso.

É um feito notável, afinal, o RCS é um tipo de benckmark extremamente complexo.

Ainda em desenvolvimento

Apesar de ter apresentado resultados impressionantes, o Willow é um projeto cujo desenvolvimento está longe da conclusão. Um dos desafios atuais do Google está em reduzir ainda mais a ocorrência de erros. O projeto teve um avanço importante nesse aspecto, mas ainda é preciso fazer mais.

Outro desafio do Google está em fazer as suas pesquisas em computação quântica encontrarem espaço em aplicações reais. A própria companhia enfatiza que o resultado alcançado no benchkmark é animador, mas que o benchkmark RCS “não tem aplicações conhecidas no mundo real”.

Os pesquisadores do Google já até apontaram uma área que deve se beneficiar fortemente dos computadores quânticos: ela mesma, a inteligência artificial.

Chip quântico do Google faz em 5 minutos tarefa que levaria 10 septilhões de anos

Chip quântico do Google faz em 5 minutos tarefa que levaria 10 septilhões de anos
Fonte: Tecnoblog

Boeing usa computação quântica da IBM para estudar corrosão em aviões

3 de novembro de 2023

Boeing usa computação quântica da IBM para estudar corrosão em aviões

IBM Quantum System One (imagem: divulgação/IBM)

Computação quântica é um assunto com ar futurista, mas o conceito já é funcional atualmente, ainda que de modo preliminar. Prova disso é a Boeing, que vem utilizando a plataforma IBM Quantum para descobrir formas de minimizar corrosões na estrutura de suas aeronaves. O problema é tão complexo que requer simulações avançadas. É aí que o computador quântico entra em cena.

A corrosão em metais é um processo de deterioração que ocorre quando o material passa por reações químicas ao entrar em contato com a umidade. Em um avião, cuja estrutura é predominantemente metálica, o fenômeno pode resultar em danos que, se não forem reparados ou prevenidos, podem até causar acidentes.

O uso de materiais ou técnicas de construção que amenizam ou previnem totalmente a corrosão é pesquisado pela indústria aeroespacial não só para tornar as aeronaves mais seguras, como também para reduzir os custos de manutenção relacionados a elas.

Simular é preciso

O desenvolvimento de uma solução satisfatória requer, antes, o conhecimento a fundo do problema. Nam Nguyen e Kristen Williams, pesquisadores da Boeing, contam à IBM que focam seus esforços em compreender as reações que impulsionam a corrosão em nível microscópico.

Para tanto, eles desenvolveram duas técnicas para realizar simulações via computação quântica de um processo chamado “redução de água”, que consiste em dividir uma molécula de água em uma superfície de magnésio.

Isso é importante porque esse processo é o que inicia a cadeia de reações da corrosão, razão pela qual simulá-lo é um passo importante para o momento em que será possível fazer simulação completa da corrosão, como explica Mario Motta, pesquisador da IBM.

O desafio é grande, mas já dá resultado. De acordo com a Nguyen, o trabalho em conjunto com a IBM permitiu à Boeing desenvolver um software que roda de maneira eficiente na plataforma IBM Quantum. Com esse avanço, os pesquisadores já conseguem resolver alguns problemas avançados.

No atual estágio, os computadores quânticos não oferecem o nível de tolerância a falhas necessário para resolver problemas muito complexos. É por isso que o conceito ainda não pode ser usado para resolver totalmente o problema da corrosão. Mas o caminho rumo a esse objetivo está sendo trilhado, como Nguyen dá a entender:

A ideia é que, embora eles [computadores quânticos] não possam resolver totalmente o problema da corrosão, como um computador quântico ideal e tolerante a falhas provavelmente poderia fazer, eles estão chegando lá e já nos ajudam a fazer algumas previsões úteis.

Avião Boeing 737 Max 8 (imagem: divulgação/Boeing)

Computador quântico de 1.121 qubits

No lado da IBM, as pesquisas para aprimorar a computação quântica continuam. Atualmente, a companhia desenvolve o Condor, computador quântico com 1.121 qubits. Além dele, um computador com mais de 4.000 qubits vem aí.

Quanto maior o número de qubits (bits quânticos), melhor. Um qubit pode assumir 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores. Essa abordagem é mais abrangente que a computação atual, baseada na lógica binária, que faz um bit assumir um estado representado por 0 ou 1, mas não ambos ao mesmo tempo.

Cronograma de processadores quânticos da IBM (imagem: divulgação/IBM)

Com o conceito de bits quânticos, problemas que demandam horas, dias ou até meses para serem resolvidos por um computador convencional poderão ser solucionados rapidamente ou com resultados mais precisos.

Os detalhes sobre a pesquisa da Boeing e IBM estão disponíveis na revista científica Nature.
Boeing usa computação quântica da IBM para estudar corrosão em aviões

Boeing usa computação quântica da IBM para estudar corrosão em aviões
Fonte: Tecnoblog