Cientistas Descobrem Método para Verificar Erros em Computadores Quânticos
A computação quântica é frequentemente descrita como uma tecnologia futura capaz de resolver problemas que os computadores tradicionais não conseguem abordar. Pesquisadores esperam grandes avanços em física, pesquisa médica, criptografia e vários outros campos à medida que essas máquinas evoluem. À medida que a competição se intensifica para criar o primeiro computador quântico comercial confiável…
A computação quântica é frequentemente descrita como uma tecnologia futura capaz de resolver problemas que os computadores tradicionais não conseguem abordar. Pesquisadores esperam grandes avanços em física, pesquisa médica, criptografia e vários outros campos à medida que essas máquinas evoluem.
À medida que a competição se intensifica para criar o primeiro computador quântico comercial confiável e em larga escala, uma questão crítica se torna mais difícil de ignorar. Se esses dispositivos produzem respostas para problemas considerados impossíveis para máquinas clássicas, como alguém pode confirmar que os resultados estão corretos?
Um estudo recente da Universidade Swinburne busca abordar esse dilema.
Por que as respostas quânticas são difíceis de verificar
“Existem uma série de problemas que até mesmo o supercomputador mais rápido do mundo não consegue resolver, a menos que se esteja disposto a esperar milhões, ou até bilhões de anos por uma resposta”, diz o autor principal, Alexander Dellios, pesquisador de pós-doutorado do Centro de Ciência e Tecnologia Quântica da Swinburne.
“Portanto, para validar os computadores quânticos, são necessários métodos para comparar teoria e resultado sem esperar anos para que um supercomputador realize a mesma tarefa.”
A equipe de pesquisa desenvolveu novas técnicas para confirmar se um determinado tipo de dispositivo quântico, conhecido como Amostrador de Bosons Gaussiano (GBS), está produzindo resultados precisos. As máquinas GBS dependem de fótons, as partículas básicas da luz, para gerar cálculos de probabilidade que exigiriam milhares de anos até mesmo do supercomputador clássico mais rápido para serem concluídos.
Novas ferramentas revelam erros ocultos em experimentos quânticos avançados
“Em apenas alguns minutos em um laptop, os métodos desenvolvidos nos permitem determinar se um experimento GBS está produzindo a resposta correta e quais erros, se houver, estão presentes.”
Para demonstrar sua abordagem, os pesquisadores a aplicaram a um experimento GBS recentemente publicado que levaria pelo menos 9.000 anos para ser reproduzido usando os supercomputadores atuais. Sua análise mostrou que a distribuição de probabilidade resultante não estava alinhada com o alvo pretendido e revelou ruído adicional no experimento que não havia sido avaliado anteriormente.
O próximo passo é determinar se reproduzir essa distribuição inesperada é, em si, computacionalmente difícil ou se os erros observados fizeram com que o dispositivo perdesse sua ‘quantumericidade’.
Avanços em direção a máquinas quânticas comerciais confiáveis
O resultado dessa investigação pode moldar o desenvolvimento de computadores quânticos em larga escala e sem erros, adequados para uso comercial, um objetivo que Dellios espera ajudar a liderar.
“Desenvolver computadores quânticos em larga escala e sem erros é uma tarefa hercúlea que, se alcançada, revolucionará campos como desenvolvimento de medicamentos, IA, segurança cibernética e nos permitirá aprofundar nossa compreensão do universo físico.”
“Um componente vital dessa tarefa são os métodos escaláveis de validação de computadores quânticos, que aumentam nossa compreensão dos erros que afetam esses sistemas e como corrigi-los, garantindo que mantenham sua ‘quantumericidade’.”
