Simulador quântico com 51 qubits bate todos os recordes

Redação do Site Inovação Tecnológica

O simulador quântico é capaz de executar mais cálculos do que qualquer supercomputador - mas só consegue resolver um único problema. [Imagem: sakkmesterke/MIT]

Simulação quântica

Uma equipe da Universidade de Harvard, nos EUA, criou um simulador com 51 bits quânticos - o maior dispositivo desse tipo até agora.

Os simuladores quânticos são usados para modelar o comportamento das moléculas e outras partículas quânticas, que têm elementos de aleatoriedade e complexidade muito grandes, o que torna muito difícil saber como elas se comportam e como reagem a alterações no ambiente - é virtualmente impossível fazer uma simulação quântica usando um computador clássico.

E simular o comportamento de uma molécula pode ajudar, por exemplo, a estudar como um fármaco irá atuar dentro do corpo humano ou como uma substância irá se comportar em uma reação química.

E estes são apenas dois exemplos das inúmeras aplicações desses dispositivos ainda em estágio inicial de desenvolvimento.

Diferença entre simuladores e computadores quânticos

Simuladores quânticos são diferentes de computadores quânticos.

Por exemplo, o simulador de 51 qubits foi construído especificamente para resolver uma equação que modela as interações entre certos átomos, o que significa dizer que, se for necessário resolver uma equação diferente, será necessário reconstruir o sistema a partir do zero.

Os computadores quânticos, por outro lado, são teoricamente capazes de lidar com qualquer equação - eles são "computadores universais".

O simulador tem uma alta taxa de erro, mas como ele simula apenas um modelo matemático, seus resultados ainda são úteis. Os computadores quânticos devem atingir taxas de erro muito menores, o que significa que produzirão resultados melhores e mais fidedignos.

Aplicações restritas

Os sistemas quânticos mais avançados atualmente - como o computador de 49 qubits que o Google está desenvolvendo - usam qubits supercondutores para armazenar informações, basicamente elétrons em temperaturas extremamente baixas.

Neste novo simulador, os qubits são feitos a partir de um único átomo de rubídio, aprisionado com lasers e programados através de flutuações no raio laser.

Embora isso seja bem mais simples do que os computadores quânticos, os simuladores dependem de aparatos complexos e difíceis de ajustar, o que significa que eles são grandes e caros, tornando difícil dar-lhes aplicações fora dos laboratórios especializados - ao menos por enquanto.

Bibliografia:

Probing many-body dynamics on a 51-atom quantum simulator
Hannes Bernien, Sylvain Schwartz, Alexander Keesling, Harry Levine, Ahmed Omran, Hannes Pichler, Soonwon Choi, Alexander S. Zibrov, Manuel Endres, Markus Greiner, Vladan Vuletic, Mikhail D. Lukin
arXiv
https://arxiv.org/abs/1707.04344