A Google diz que fez história ao revelar uma investigação que mostra, pela primeira vez, que um computador quântico pode executar com êxito um algoritmo verificável em hardware, conseguindo ultrapassar até os supercomputadores clássicos mais rápidos, sendo 13 mil vezes mais rápido. Segundo a investigação, pode calcular a estrutura de uma molécula, abrindo caminho para aplicações no mundo real.

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A gigante tecnológica diz que o novo avanço tem como base décadas de trabalho, mas com grandes avanços nos últimos seis. A Google “reclamou” em 2019 a supremacia quântica, mesmo com dúvidas pela IBM, mencionando que o computador quântico poderia resolver um problema que levaria milhares de anos ao supercomputador clássico mais rápido. Em 2024, destaca o chip quântico Willow, que foi capaz de suprimir os erros “drasticamente”, resolvendo um problema que diz ter desafiado os cientistas durante quase 30 anos.

Com a descoberta hoje publicada, a Google diz que há uma maior aproximação dos computadores quânticos, “que podem impulsionar grandes descobertas em áreas como a medicina e a ciência dos materiais”. A gigante tecnológica refere-se a um elevado nível de precisão sem precedentes que acabou de alcançar com o seu chip quântico Willow. Dá o exemplo de como um sonar pode oferecer uma forma desfocada para dizer que existe um navio naufragado no fundo do oceano. Com o chip quântico, poderia não apenas encontrar o navio, como ler a sua placa de identificação do seu casco.

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O estudo em questão, publicado na Nature, relata a primeira demonstração de sempre de uma vantagem quântica verificável, tendo executado o algoritmo de correlação temporal fora de ordem (OTOC), chamando-lhe Quantum Echoes (Ecos Quânticos). A Google explica que estes ecos são úteis para aprender a estrutura dos sistemas na natureza, desde moléculas a ímanes e buracos negros. A Google demonstrou que é 13.000 vezes mais rápido com o Willow do que o melhor algoritmo clássico num dos supercomputadores mais rápidos do mundo.

A vantagem quântica verificável, segundo a Google, significa que pela primeira vez um computador quântico consegue executar com êxito um algoritmo que ultrapassa a capacidade dos supercomputadores. Essa verificação significa que o resultado pode ser repetido no seu computador quântico ou em qualquer outro que tenha o mesmo calibre, para obter a mesma resposta e confirmar o resultado. “Esta computação repetível e para além da clássica é a base para a verificação escalável, aproximando os computadores quânticos de se tornarem ferramentas para aplicações práticas”, diz a empresa.

Veja na galeria imagens do computador quântico da Google:

A nova técnica funciona com um eco altamente avançado, segundo a Google, onde é enviado um sinal elaborado para o seu sistema quântico (qubits no chip Willow), e depois é invertido a sua evolução para o ouvir o “eco” quando regressa. “Este eco quântico é especial porque é amplificado pela interferência construtiva, um fenómeno em que as ondas quânticas se somam para se tornarem mais fortes. Isto torna a nossa medição incrivelmente sensível”.

Os investigadores da Google dizem que o algoritmo Quantum Echoes é possível graças aos avanços feitos no chip Willow. O algoritmo não testa apenas a complexidade, mas também a precisão no cálculo final. Daí, o nome de “quantum verificável”, onde o algoritmo pode ser verificado em outro computador quântico com a mesma qualidade. “Para oferecer precisão e complexidade, o hardware tem de ter 2 caraterísticas principais: taxas de erro extremamente baixas e operações de alta velocidade”.

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A empresa pretende agora que o algoritmo seja aplicado no mundo real, tal como o uso na ressonância magnética nuclear, que os cientistas utilizam para compreender a estrutura química. Numa experiência com a Universidade da Califórnia, Berkeley, os resultados do seu computador quântico corresponderam ao mesmo executado num computador tradicional, mas acrescendo informações adicionais que não eram possíveis de obter. A Google compara aos avanços dos telescópios e microscópios que abriram novos mundos nunca antes vistos, neste caso, é um passo em direção a um “quantum-scope” capaz de medir fenómenos até aqui ainda não observáveis.

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