Computador Quântico do Google: Supremacia quântica Usando um processador supercondutor programável

O poderoso computador quântico do Google, foi anunciado na última quarta-feira, 23 de outubro de 2019, na revista Nature e no Google Blog, por John Martinis, cientista-chefe da Quantum Hardware e Sergio Boixo, cientista-chefe da teoria da computação quântica do Google AI Quantum. O que mais surpreendeu o mundo no computador quântico do Google, foi o tempo gasto de 200 segundos para processar “um cálculo super complexo” no qual o mais rápido dos supercomputadores da atualidade levaria 10.000 anos para ter o mesmo resultado. A supremacia da computação quântica é uma revolução tecnológica inimaginável para humanidade.

Físicos e pesquisadores vem falando sobre o poder da computação quântica há mais de 30 anos, mas as perguntas sempre foram: será que isso fará alguma coisa útil e vale a pena investir? Para empreendimentos em larga escala, é uma boa prática de engenharia formular objetivos decisivos de curto prazo que demonstrem se os projetos estão indo na direção certa. Por isso, desenvolvemos um experimento como um marco importante para ajudar a responder a essas perguntas. Esse experimento, chamado de experimento da supremacia quântica, forneceu instruções para que nossa equipe superasse os muitos desafios técnicos inerentes à engenharia de sistemas quânticos para criar um computador programável e poderoso.

Hoje publicamos os resultados desse experimento de supremacia quântica no artigo da Nature, “ Supremacia quântica usando um processador supercondutor programável ”. Desenvolvemos um novo processador de 54 qubit, chamado “Sycamore”, composto por portas lógicas quânticas rápidas e de alta fidelidade, para realizar o teste de benchmark. Nossa máquina executou o cálculo do objetivo em 200 segundos e, a partir de medições em nosso experimento, determinamos que levaria o supercomputador mais rápido do mundo 10.000 anos para produzir uma saída semelhante.

O computador quântico usando o processador Sycamore é totalmente programável e pode executar algoritmos quânticos de uso geral. Desde que alcançamos resultados de supremacia quântica na primavera passada, nossa equipe já trabalha em aplicações de curto prazo, incluindo simulação de física quântica e química quântica, além de novas aplicações em aprendizado de máquina generativo, entre outras áreas.

Pesquisadores que criaram o Computador Quântico do Google

Agora também temos o primeiro algoritmo quântico amplamente útil para aplicações em ciência da computação: aleatoriedade quântica certificável. A aleatoriedade é um recurso importante na ciência da computação, e a aleatoriedade quântica é o padrão-ouro, especialmente se os números puderem ser verificados automaticamente (certificados) como provenientes de um computador quântico. O teste desse algoritmo está em andamento e, nos próximos meses, planejamos implementá-lo em um protótipo que possa fornecer números aleatórios certificáveis.

Nossa equipe tem dois objetivos principais no futuro, ambos no sentido de encontrar aplicativos valiosos na computação quântica. Primeiro, no futuro, disponibilizaremos nossos processadores de classe supremacia para colaboradores e pesquisadores acadêmicos, bem como para empresas interessadas em desenvolver algoritmos e procurar aplicativos para os atuais processadores NISQ . Pesquisadores criativos são o recurso mais importante para a inovação – agora que temos um novo recurso computacional, esperamos que mais pesquisadores entrem em campo motivados, tentando inventar algo útil.

Segundo, estamos investindo em nossa equipe e tecnologia para construir um computador quântico tolerante a falhas o mais rápido possível. Esse dispositivo promete várias aplicações valiosas. Por exemplo, podemos imaginar a computação quântica ajudando a projetar novos materiais – baterias leves para carros e aviões, novos catalisadores que podem produzir fertilizantes com mais eficiência (um processo que hoje produz mais de 2% das emissões de carbono do mundo) e medicamentos mais eficazes. Alcançar as capacidades computacionais necessárias ainda exigirá anos de engenharia e trabalho científico. Mas agora vemos um caminho claro e estamos ansiosos para seguir em frente.

Supremacia de Processamento Quântico

Referência: Google Blog

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