Computadores quânticos primitivos já estão a superar os computadores atuais

Universidade de Bristol

Xiaogang Qiang, da Universidade de Bristol, com um computador quântico primitivo

Um novo estudo usou processadores quânticos simples para executar algoritmos complexos, mostrando que mesmo os computadores quânticos primitivos já podem superar os clássicos em determinados cenários.

Os computadores quânticos são incríveis porque exploram três características: operam numa escala a que os eletrões podem ser tanto partículas quanto ondas, podem estar em muitos lugares ao mesmo tempo e podem estabelecer uma ligação instantânea, mesmo quando separados por grandes distâncias (entrelaçamento quântico).

Por outras palavras, considerando que a computação clássica utiliza bits binários (zeros e uns) para codificar a informação, a computação quântica usa qubits, bits quânticos que podem ser tanto um quanto zero – ao mesmo tempo.

Juntas, essas estranhas propriedades permitem que um computador quântico alcance certo poder de processamento paralelo sem precedentes, o que significa que pode realizar cálculos e resolver problemas que os computadores clássicos não conseguem.

No entanto, apesar de já termos conseguido construir processadores quânticos de poucos qubits, construir um computador quântico em larga escala tem-se mostrado algo extraordinariamente difícil.

Agora, num estudo publicado em maio na Nature Communications, investigadores da Universidade de Bristol e da Universidade da Austrália Ocidental afirmam que mesmo esses processadores quânticos primitivos podem realizar cálculos importantes.

Poder de processamento

Usando um circuito quântico simples, construído num processador fotónico quântico de 2-qubits, os investigadores foram capazes de superar os computadores clássicos em certos problemas altamente especializados.

Por exemplo, a “caminhada quântica” é uma versão da mecânica quântica de coisas como o movimento browniano, que descreve o movimento de partículas em suspensão.

Um dos problemas que o computador quântico resolveu foi o “passeio aleatório do marinheiro embriagado”, ou seja, todos os possíveis caminhos que um bêbado cambaleante poderia fazer para chegar do ponto A ao ponto B.

Por outras palavras, um processador quântico simples pode fazer cálculos complexos de aleatoriedade muito bem.

A nova pesquisa vai ajudar a projetar novos algoritmos quânticos e talvez lançar alguma luz sobre como construir computadores quânticos maiores.

Pelo meio, estas máquinas de 2-qubits já estão a realizar um trabalho útil. As suas propriedades têm utilizações práticas e podem auxiliar os cientistas a projetar computadores mais sofisticados.

“É como se a partícula pudesse explorar o espaço em paralelo. Este paralelismo é a chave para algoritmos quânticos, com base em ‘caminhadas quânticas’ que vasculham enormes bases de dados de forma mais eficiente do que podemos atualmente”, explica Xiaogang Qiang, investigador da Universidade de Bristol, que trabalhou na experiência.

HypeScience