Milhões de Qubits, bilhões de dólares: um avanço científico e um mercado promissor para a Quantum

Milhões de Qubits, bilhões de dólares: um avanço científico e um mercado promissor para a Quantum

 Pode ser maior que a revolução do aprendizado de máquina.

(Crédito da imagem: FXP/DNA TV)

O espaço de computação quântica parece fornecer novos avanços a cada duas semanas que visam aumentar tanto a utilidade quanto o poder computacional das soluções baseadas em quantum.  Como relatado pela Sky News, o mais recente desenvolvimento da Universidade de Nova Gales do Sul em Sydney, Austrália, poderia permitir sistemas quânticos que aproveitam milhões de qubits.

Já detalhamos muitos avanços da computação quântica: desde algoritmos criptográficos preventivos e resistentes a quantum até descobertas de novos materiais que passam por chips quânticos independentes, o espaço de computação quântica está em um vetor acelerado há algum tempo. E pesquisadores da Universidade de Nova Gales do Sul, em Sydney, Austrália, acabaram de aumentar a inovação para onze, depois de aparentemente terem resolvido o problema do dimensionamento quântico. Este desenvolvimento mais recente poderia permitir sistemas quânticos que aproveitam milhões de qubits, em vez do máximo atual pairando em torno de cem. E aproveitar milhões de qubits parece ser o passo importante para aumentar o valor do mercado de computação quântica no longo prazo - estima-se que o mercado de Computação Quântica como Um Serviço (QCaaS) subirá para US$ 26 bilhões antes do final da década.

Os pesquisadores de Sydney abordaram o problema de escala quântica do lado de controle da equação. Sempre que há um sistema automatizado que se destina a operar por conta própria, deve haver um mecanismo de controle que permita ao usuário alterar as variáveis de entrada. Hoje em dia na computação quântica, isso acontece através de campos eletromagnéticos de micro-ondas - essencialmente, ao lado de cada qubit, os sistemas quânticos apresentam um fio através do qual uma corrente elétrica é conduzida. Isso, por sua vez, gera um campo magnético de acordo com a intensidade da corrente, o que permite ao usuário do computador quântico manipular o valor do qubit e manter o qubit estável o suficiente para realizar o cálculo real que é exigido dele.

Esta solução apresenta um grande problema que estava tornando mais difícil escalar computadores quânticos, no entanto: o calor. Os fios que conduzem correntes elétricas ficam mais quentes quanto mais sustentados ou mais intensos é a corrente; e como o campo eletromagnético de micro-ondas é um com um pequeno alcance, os cientistas estavam tendo que essencialmente colocar um único fio ao lado de cada qubit. Você pode imaginar qual seria o resultado de tentar escalar tal projeto para milhões de pequenos recursos computacionais desta maneira. No entanto, ter milhões de fios diferentes nos imóveis do chip quântico não só ocuparia muito espaço, como também comprometeria um outro requisito atual para alcançar a estabilidade nos esforços de computação quântica: os qubits atualmente só podem fornecer um trabalho efetivo, e manter seus estados quânticos, quando resfriados a temperaturas abaixo de zero em torno de - 270 Celsius. Mais fios significam maior consumo de energia e maior produção de calor - o que significa que se torna cada vez mais difícil manter essa temperatura-alvo.

A solução era simples, na verdade: em vez de tentar controlar cada qubit com um único fio, a equipe tentou projetar um sistema que permitia que um campo eletromagnético envolvesse os qubits de cima, e que pudesse agir sobre todos eles ao mesmo tempo. "Primeiro removemos o fio ao lado dos qubits e, em seguida, criamos uma nova maneira de fornecer campos de controle magnético de frequência de micro-ondas em todo o sistema. Então, em princípio, poderíamos fornecer campos de controle para até quatro milhões de qubits", disse o Dr. Pla. Um novo componente, um ressonador dielétrico, foi então adicionado à configuração.

"O ressonador dielétrico reduz o comprimento de onda abaixo de um milímetro, então agora temos uma conversão muito eficiente de energia de micro-ondas no campo magnético que controla os giros de todos os qubits", acrescentou Pla. "Há duas inovações fundamentais aqui. A primeira é que não temos que colocar muita energia para obter um campo de condução forte para os qubits, o que significa crucialmente que não geramos muito calor. A segunda é que o campo é muito uniforme em todo o chip, de modo que milhões de qubits todos experimentam o mesmo nível de controle."

Várias empresas já fornecem serviços relacionados à computação quântica.

(Crédito da imagem: The Quantum Daily)

Claro, há outros desafios na escalação da unidade básica dos computadores quânticos, o qubit. No entanto, o controle do sistema não parece mais ser um problema. Este é um passo importante no caminho para a real disseminação da computação quântica em nosso futuro - o que é mais fato do que ficção neste momento já. Um relatório recente coloca a computação quântica como um mercado de serviços como sendo avaliada em US $ 4 bilhões já em 2025 - de US $ 1 bilhão em 2020. Esse número pode aumentar 6,5x em apenas cinco anos - espera-se que esse mesmo mercado valha US$ 26 bilhões até 2030. E lembre-se que esta é uma seção específica da computação quântica - fornecendo acesso ao tempo de execução da computação quântica como uma distribuição de serviços por pessoas como o Azure e o Amazon Web Services da Microsoft. Isso não leva em conta o investimento e a pesquisa em torno deste mercado, que aumentaria essa avaliação de US$ 26 bilhões. 

Fonte: www.tomshardware.com 


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