Cientistas descobrem forma de identificar erros em computadores quânticos
A computação quântica é frequentemente considerada uma tecnologia do futuro, capaz de resolver problemas que os computadores tradicionais não conseguem sequer tocar. Espera-se que esses avanços impulsionem descobertas em física, pesquisas médicas, criptografia e diversas outras áreas. Contudo, à medida que cresce a competição para criar o primeiro computador quântico comercial confiável e de grande escala, surge uma questão crucial: se esses dispositivos produzem respostas para problemas que desafiam as máquinas clássicas, como podemos ter certeza de que os resultados estão corretos?
Por que as respostas quânticas são difíceis de verificar
“Existem problemas que nem o supercomputador mais rápido do mundo seria capaz de resolver sem que se espere milhões ou até bilhões de anos para obter uma resposta”, afirma Alexander Dellios, pesquisador de pós-doutorado do Centro de Ciência e Tecnologia Quântica da Swinburne. Segundo ele, para validar os computadores quânticos, são necessários métodos que permitam comparar a teoria com os resultados sem depender de tempos impraticáveis de cálculo.
Para enfrentar esse desafio, a equipe de pesquisa desenvolveu novas técnicas para confirmar se um dispositivo quântico específico, conhecido como Amostrador Gaussiano de Bósons (GBS), está gerando os resultados corretos. Esses aparelhos utilizam fótons para calcular distribuições de probabilidade que, para os supercomputadores clássicos, levariam milhares de anos para serem obtidas.
Novas ferramentas revelam erros ocultos em experimentos avançados
Os métodos desenvolvidos permitem, em apenas alguns minutos e utilizando um laptop, determinar se um experimento GBS está fornecendo a resposta esperada e identificar quais erros podem estar presentes. Para demonstrar essa abordagem, os pesquisadores aplicaram as técnicas a um experimento GBS recentemente publicado – um experimento cuja reprodução por supercomputadores modernos levaria pelo menos 9.000 anos.
A análise revelou que a distribuição de probabilidade obtida não correspondia ao alvo esperado, além de ter identificado ruídos extras no experimento que não tinham sido avaliados previamente.
Avanços rumo a computadores quânticos comerciais confiáveis
O resultado dessa investigação pode moldar o desenvolvimento de computadores quânticos de grande escala e livres de erros, um objetivo que, se alcançado, revolucionará áreas como o desenvolvimento de medicamentos, a inteligência artificial e a cibersegurança, além de ampliar nossa compreensão do universo físico.
“Desenvolver computadores quânticos de larga escala e sem erros é uma tarefa hercúlea que, se bem-sucedida, transformará diversas áreas do conhecimento. Um elemento fundamental para essa conquista é a criação de métodos escaláveis de validação, que permitam identificar e corrigir os erros que afetam esses sistemas, garantindo que eles mantenham sua essência quântica”, conclui Dellios.
