Novo processador quântico da Intel visa ampliar acesso à tecnologia
Inovação de silício espera engajar mais pesquisadores na exploração da computação quântica
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247 - Um processador quântico inovador baseado em silício será disponibilizado em breve para algumas universidades e instituições selecionadas nos EUA, possibilitando que mais pesquisadores experimentem hardware de computação quântica em primeira mão. Desenvolvido pelo fabricante de chips de computador Intel, espera-se que o novo processador, que oferece o dobro de qubits do que um componente similar anunciado no ano passado, impulsione a pesquisa em computação quântica e aproxime a tecnologia da realidade prática.
Apesar de a tecnologia de computação quântica ter avançado a passos largos, os dispositivos ainda se assemelham mais a protótipos ou provas de conceito do que a máquinas práticas, tendendo a ter problemas de estabilidade e erros e requerendo condições específicas de laboratório.
Apelidada de Tunnel Falls, a nova unidade de processamento quântico (ou QPU) de 12 qubits da Intel foi desenvolvida para recrutar cientistas em uma busca para realizar o potencial completo da computação quântica. "Tunnel Falls é o chip de qubit de spin de silício mais avançado da Intel até o momento e se baseia em décadas de experiência da empresa em design e fabricação de transistores", diz Jim Clarke, diretor de hardware quântico na Intel.
A introdução do novo chip é o próximo passo na estratégia de longo prazo da Intel para construir um sistema comercial de computação quântica completo. Assim como o bit é a unidade de cálculo em um computador clássico, o qubit é fundamental para as versões quânticas. Bits representam um dos dois estados, que se constroem em sequências que podem armazenar informações e realizar tarefas lógicas simples. Qubits representam combinações complexas de estados. Combinados ou 'emaranhados' com outros qubits, esses sistemas podem ser usados para realizar operações únicas que levariam uma sequência de bits tradicionais um tempo impraticável para executar.
Empresas como Google e IBM estão tomando abordagens diferentes da Intel, criando versões poderosas da tecnologia que são acessadas remotamente usando software, em vez de distribuir o próprio hardware. Ao apostar em QPUs que funcionam com silício, como os processadores convencionais em nossos computadores hoje, a Intel quer facilitar a transição para a computação quântica. De acordo com a Nature Electronics, "O silício pode ser a plataforma com o maior potencial para proporcionar a computação quântica em escala."
Assim como existem diferentes maneiras de armazenar informações binárias, existem diferentes abordagens para isolar, emaranhar e ler qubits. Nos chips da Intel, incluindo o Tunnel Falls, estruturas minúsculas chamadas pontos quânticos prendem elétrons individuais, que podem então ser usados para armazenar e ler informações quânticas por meio de uma propriedade conhecida como seu spin.
Esses chips podem ser produzidos com apenas algumas alterações nas linhas de produção normais da Intel, diz a empresa. Isso, por sua vez, torna-os mais fáceis de produzir do que outros tipos de qubits que vimos - embora ainda estejamos falando de uma tecnologia incrivelmente delicada e sofisticada. Com mais qubits produzidos, a Intel pode compartilhá-los com outros pesquisadores.
"Este nível de sofisticação nos permite inovar em operações quânticas e algoritmos no regime de multi-qubits e acelerar nossa taxa de aprendizado em sistemas quânticos baseados em silício", diz Dwight Luhman, membro técnico do Departamento de Energia dos EUA no Laboratórios Nacionais de Sandia.
Equipes, incluindo aquelas dos Laboratórios Nacionais de Sandia, devem ser capazes de trabalhar na melhoria do desempenho dessas QPUs e na redução das taxas de erro, que são um problema constante quando se trata do desenvolvimento de computadores quânticos.
Nem todos concordam que o silício é o caminho a seguir para a computação quântica, mas pesquisas anteriores mostraram que colocar computadores quânticos em componentes usados em computação clássica convencional pode ser uma abordagem viável. Abordagens diversas podem ser exatamente o que precisamos para resolver os problemas da computação quântica, levando eventualmente a sistemas capazes de enfrentar desafios computacionais massivos que estão muito além do que as máquinas de hoje são capazes de lidar.
"Embora ainda existam perguntas e desafios fundamentais que devem ser resolvidos no caminho para um computador quântico tolerante a falhas, a comunidade acadêmica agora pode explorar essa tecnologia e acelerar o desenvolvimento da pesquisa", diz Clarke.
Com informações de Science Alert.
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