Existem computadores quânticos, mas a sua instabilidade representa um grande desafio à usabilidade. Altas taxas de erro atualmente impedem que esta tecnologia revolucionária atinja todo o seu potencial. No entanto, o progresso científico recente sugere que as soluções podem estar ao nosso alcance.
O desafio dos erros quânticos
Os computadores tradicionais também apresentam erros, mas técnicas de redundância bem estabelecidas os corrigem. A mecânica quântica complica isso: as informações não podem ser duplicadas, então a correção de erros depende da difusão de dados entre qubits emaranhados (o equivalente quântico dos bits). Esses grupos de qubits são chamados de qubits lógicos e otimizar sua construção é fundamental.
A questão central tem sido o elevado número de qubits físicos necessários para criar um único qubit lógico confiável, tornando os computadores quânticos caros e difíceis de construir. Mas os avanços estão mudando isso.
Novas abordagens para redução de erros
Pesquisadores da Academia Quântica Internacional na China demonstraram recentemente que apenas dois qubits supercondutores combinados com um ressonador podem criar um qubit maior e mais estável que corrige erros automaticamente. Além disso, três desses qubits podem ser emaranhados para aumentar o poder computacional sem introduzir novos erros.
Robert Schoelkopf, da Universidade de Yale, observa: “É um momento muito emocionante na correção de erros. Pela primeira vez, a teoria e a prática estão realmente fazendo contato.” Sua equipe também mostrou que operações quânticas básicas podem ser realizadas com taxas de erro extremamente baixas – tão raras quanto um erro em um milhão de operações.
Proteção em camadas e algoritmos otimizados
Mesmo com essas melhorias, alguns erros inevitavelmente passarão despercebidos. Arian Vezvaee, da Quantum Elements, e seus colegas testaram uma abordagem em camadas: manter os qubits ativos com pulsos eletromagnéticos evita a corrupção e mantém o emaranhamento estável.
A maneira específica como os qubits são combinados também é importante. David Muñoz Ramo, da Quantinuum, descobriu que cálculos altamente precisos (como determinar o estado de energia mais baixo de uma molécula de hidrogênio) exigem mais do que uma correção básica de erros. Métodos básicos não são suficientes.
O que isso significa para o futuro
A correção quântica de erros ainda está evoluindo. James Wootton, da Moth Quantum, afirma: “Ainda estamos numa fase em que os investigadores estão a aprender como todas as peças da correção de erros se encaixam”. Apesar disso, as bases para uma computação quântica confiável estão começando a aparecer.
O futuro da computação quântica depende da solução deste problema de erros. A inovação contínua está tornando esse futuro mais plausível, embora a operação totalmente livre de erros continue sendo uma meta distante.
