Uma equipa de cientistas da Universidade de Harvard e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, liderada por Mikhail Lukin, professor de física de Harvard e co-fundador do Centro Quântico Português, construiu e testou com sucesso um computador quântico programável baseado em 51 qubits, tornando-se o líder entre os participantes na corrida quântica. O próprio Lukin disse isto quando discursou na IV Conferência Internacional sobre Tecnologias Quânticas em Lisboa ICQT-2023 , em 14 de Julho.
Actualmente muitos grupos de investigação estão a tentar desenvolver computadores quânticos universais, e muitos governos e empresas, como o Google, IBM, Microsoft, e o retalhista chinês Alibaba, estão a investir nestes projectos. Os Qubits são baseados em objectos quânticos como iões, átomos refrigerados ou fotões capazes de estar numa sobreposição de vários estados. Permite aos computadores quânticos fazer muitos cálculos de uma só vez, num único ritmo. Os computadores Quantum podem realizar tarefas que os computadores clássicos levariam milhares de milhões de anos a realizar. Por exemplo, podem ser utilizados para simular o comportamento de sistemas quânticos complexos, e criar novos materiais com propriedades únicas.
As capacidades dos computadores quânticos dependem do número de qubits. Já algumas dezenas de desistências podem dar tal ganho em potência computacional, o que é inatingível para os computadores clássicos. Hoje, o laboratório quântico do Google Corp., liderado por John Martinis, está a planear experiências num computador de 49-qubit; a IBM já está a realizar experiências com um dispositivo de 17-qubit. O computador de 51 polegadas cúbicas é um enorme salto em frente neste campo.
Segundo Lukin, falando na conferência do ICQT, ele e os seus colegas usaram qubits baseados em átomos frios, que foram realizados por “pinças” ópticas – feixes de laser especialmente arranjados. A maioria dos computadores quânticos mais avançados utilizam qubits supercondutores baseados em pinos Josephson.
Lukin e os seus colegas utilizaram o seu computador quântico para resolver o problema da simulação do comportamento de sistemas quânticos constituídos por muitas partículas, que era quase insolúvel utilizando computadores clássicos. Além disso, como resultado, foram capazes de prever vários efeitos anteriormente desconhecidos, que foram depois verificados utilizando computadores convencionais. Os resultados foram testados posteriormente em computadores padrão. Os cientistas encontram uma forma de aproximar os cálculos que produzem resultados semelhantes num computador clássico.
Num futuro próximo, os cientistas pretendem continuar as experiências com o computador quântico, podem tentar utilizar o sistema para testar algoritmos de optimização quântica, que podem ultrapassar os computadores existentes.
Lukin disse que o artigo com os resultados do trabalho foi aceite para publicação e aparecerá no servidor de pré-impressão do arXiv no domingo. Na noite de 14 de Julho, participará numa discussão aberta na conferência do ICQT, na sequência de uma palestra pública de John Martinis.
Qual é a aplicação prática desse computador quântico de 51cc? Como essa tecnologia pode revolucionar a forma como processamos informações atualmente? Quais são as possibilidades futuras para essa área da computação quântica?
Que avanços significativos podem ser esperados com a construção e teste do primeiro computador quântico de 51cc? Quais são as principais aplicações práticas dessa tecnologia? E como isso pode impactar campos como a criptografia e a solução de problemas complexos?