: Computação quântica ainda engatinha para alcançar seu momento de silício

Em 1947, o primeiro transistor, a peça mais básica de um computador digital, foi feito usando um material semicondutor considerado ideal para a tarefa: germânio. A ideia de usar silício só surgiu em meados da década seguinte, e foi apenas em 1960 que uma fina camada de silício oxidado, encontrada nos transistores mais usados hoje, foi adicionada.

A computação quântica, a grande esperança para resolver problemas fora do alcance dos computadores atuais, ainda está lutando para alcançar seu próprio momento de silício. Algumas das maiores empresas de tecnologia começaram a intensificar suas tentativas de construir uma máquina funcional, convencidas de que o campo finalmente ultrapassou o limiar entre experimento científico interessante e desafio de engenharia prática.

No entanto, não há consenso sobre a melhor maneira de fazer os elementos mais básicos dos computadores quânticos, conhecidos como qubits —ou mesmo se as máquinas futuras serão baseadas em uma variedade de tecnologias diferentes em vez de apenas uma, com diferentes tipos de máquina adequados para diferentes problemas de computação.

Essa falta de acordo sobre algo tão básico é um lembrete sóbrio de quão longe a computação quântica ainda precisa ir para se provar. Também sugere que a corrida que está se formando entre algumas das maiores empresas de tecnologia provavelmente produzirá vencedores e perdedores, à medida que alguns qubits não se concretizem.

Esta semana foi a vez da Amazon, uma estreante tardia no reino do hardware quântico, adicionar uma nova abordagem para a tecnologias. Sua contribuição, conhecida como qubits de gato, é nomeada em homenagem ao Gato de Schrödinger, um dos experimentos mentais mais mal compreendidos na ciência (o físico austríaco usou seu paradoxo felino para argumentar que era sem sentido pensar que um gato trancado fora de vista em uma caixa poderia estar vivo e morto ao mesmo tempo, ao contrário do que muitos acreditam).

Os qubits de gato têm suas origens em pesquisas na Universidade de Yale há uma década e foram adotados primeiro pela startup francesa Alice & Bob, cujo financiamento de 100 milhões de euros (R$ 608 milhões) no mês passado é um sinal de crescente confiança de que a tecnologia está pronta para ir além do laboratório.

Os componentes são projetados de uma maneira que suprime um dos tipos comuns de erro que afetam todos os qubits, tornando-os menos propensos ao "ruído" que se acumula dentro das máquinas à medida que os sistemas aumentam de escala.
Todos os computadores quânticos funcionam codificando informações em múltiplos qubits para compensar a instabilidade de cada componente individual. Quanto menos propensos a erros os qubits, menor o número necessário. O primeiro chip quântico rudimentar da Amazon, feito de nove qubits, alcança o desempenho de outros tipos de chip quântico usando de 50 a 100 unidades, de acordo com Oskar Painter, chefe de hardware quântico da empresa.

O progresso da empresa, marcado por um artigo na Nature, segue a afirmação da Microsoft de que finalmente tem algo a mostrar de sua busca de 20 anos por uma forma de qubit ainda mais radical, baseado na exploração de um novo estado da matéria.

Os chips protótipos das duas empresas —o Majorana 1 da Microsoft e o Ocelot da Amazon— ainda estão anos atrás dos líderes no campo, como o Willow do Google e o Heron da IBM. Estes e outros são baseados em diferentes tipos de qubit com um histórico mais longo. Mesmo que a Microsoft e a Amazon estejam certas ao afirmar que têm componentes superiores, elas têm um longo caminho a percorrer para mostrar que podem ser usados para construir máquinas práticas que superem a concorrência.

Existem paralelos óbvios com a corrida atual entre as maiores empresas de tecnologia para desenvolver seus próprios chips de IA. Painter diz que o objetivo da Amazon na computação quântica é o mesmo que na IA: enquanto seu braço de nuvem, AWS, planeja oferecer aos clientes todos os tipos de chip no mercado, seu próprio chip interno atuará como âncora. Isso torna os esforços com chips, tanto em IA quanto em quântica, de importância estratégica para as maiores empresas de tecnologia.

Na computação quântica, muito dependerá de se a corrida se revelará um sprint ou uma maratona.

Avanços recentes, como o progresso na correção de erros relatado pelo Google no ano passado, trouxeram estimativas otimistas de um computador quântico prático até o final da década. No entanto, o CEO da Nvidia, Jensen Huang, abalou o mundo quântico no início deste ano com sua estimativa de 15 a 30 anos, enquanto Painter da Amazon prevê que máquinas funcionais ainda estão a 10 ou 20 anos de distância.

Se as estimativas cautelosas estiverem corretas, é questionável quantos dos esforços de pesquisa quântica de hoje sobreviverão. Mesmo para as startups mais bem financiadas, uma espera de uma década seria custosa. E, à medida que as diferentes arquiteturas quânticas são ampliadas, parece provável que apenas algumas tecnologias se consolidarão.