A IBM apresentou na quarta-feira os próximos passos de seu roteiro para computação quântica prática, revelando processadores, softwares e métodos de fabricação aprimorados que, segundo a empresa, ajudarão a impulsionar o campo rumo a uma vantagem quântica comprovada até 2026 e a marcos importantes para a tolerância a falhas até 2029.
“Vantagem quântica” refere-se ao ponto em que um computador quântico executa uma tarefa que nenhum computador tradicional consegue igualar. Tolerância a falhas é a capacidade de um computador quântico manter seu desempenho estável diante de erros. Se o roteiro da IBM se confirmar, o processador Nighthawk da IBM representará um passo crucial para um computador quântico comercialmente viável até o final da década.
Embora o anúncio da IBM aproxime a computação quântica do “Dia Q”, os novos processadores ainda estão longe de representar uma ameaça à criptografia que protege o Bitcoin.
Quebrar a criptografia de curva elíptica do Bitcoin exigiria um computador quântico tolerante a falhas com aproximadamente 2.000 qubits lógicos, o que equivale a dezenas de milhões de qubits físicos quando se considera a correção de erros. O Quantum Nighthawk é um processador de 120 qubits projetado para lidar com cálculos mais complexos, mantendo baixas taxas de erro.
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Ainda assim, o Dia Q está se aproximando. Os primeiros sistemas Nighthawk devem chegar aos usuários até o final de 2025, com as iterações futuras projetadas para ultrapassar 1.000 qubits conectados até 2028. O chip conecta cada qubit por meio de 218 acopladores ajustáveis, cerca de 20% a mais do que o projeto Heron anterior da IBM, de 2023. A IBM afirmou que a nova arquitetura permite circuitos aproximadamente 30% mais complexos, suportando cálculos de até 5.000 portas lógicas de dois qubits.
O Nighthawk é o próximo marco no roteiro Starling da IBM, uma série de etapas anunciadas em julho para entregar um computador quântico de grande escala e tolerante a falhas — o IBM Quantum Starling — até 2029. Atingir o objetivo de fabricar um computador quântico escalável para uso industrial exige avanços significativos em arquitetura modular e correção de erros, entre outros avanços previstos no desenvolvimento do Starling.
O anúncio da IBM seguiu uma onda de investimentos renovados em computação quântica. Em outubro, o Google afirmou que seu processador Willow alcançou uma aceleração quântica verificada, concluindo uma simulação de física mais rapidamente do que qualquer supercomputador clássico conhecido. Esse resultado reacendeu os temores sobre a segurança a longo prazo da criptografia do Bitcoin.
Para apoiar suas ambições quânticas, a IBM fez parceria com a Algorithmiq, o Flatiron Institute e a BlueQubit para lançar um rastreador de vantagem quântica, uma plataforma de código aberto para comparar resultados quânticos e clássicos em experimentos de benchmark.
A IBM também anunciou que está expandindo seu software Qiskit para ser compatível com o novo hardware. A empresa afirmou que os circuitos dinâmicos do Qiskit melhoraram a precisão em 24% na escala de 100 qubits. Uma nova interface C-API conecta o Qiskit a sistemas clássicos de alto desempenho para acelerar a mitigação de erros, reduzindo o custo de extração de resultados precisos em mais de 100 vezes, segundo a IBM.
Até 2027, a IBM planeja adicionar bibliotecas computacionais para aprendizado de máquina e otimização, auxiliando pesquisadores na modelagem de sistemas físicos e químicos.
Rumo à tolerância a falhas
A IBM também anunciou avanços em seu processador experimental Quantum Loon, que, segundo a empresa, demonstra todos os componentes de hardware essenciais para a computação quântica tolerante a falhas. A arquitetura do chip se baseia em tecnologias já comprovadas em outros sistemas de teste, incluindo “acopladores C” de longo alcance que conectam qubits distantes e a capacidade de redefinir qubits entre operações.
A empresa relatou um aumento de dez vezes na velocidade de decodificação de erros, alcançando correção em tempo real em menos de 480 nanossegundos usando códigos qLDPC — um marco alcançado um ano antes do previsto.
A empresa afirmou que a IBM obteve um aumento de dez vezes na velocidade de decodificação de erros, atingindo correção em tempo real em menos de 480 nanossegundos usando códigos qLDPC — um marco alcançado um ano antes do previsto.
Para acelerar o desenvolvimento, a IBM transferiu a produção de seus chips quânticos para uma linha de wafers de 300 milímetros no Albany NanoTech Complex, em Nova York. A transição, segundo a empresa, dobrou a velocidade da pesquisa, aumentou a complexidade dos chips em dez vezes e permitiu o desenvolvimento e a exploração de múltiplos projetos de processadores em paralelo.
A IBM afirmou que as atualizações representam um progresso contínuo em direção a sistemas quânticos escaláveis e tolerantes a falhas, além de fornecerem a base para demonstrações, verificadas pela comunidade científica, das vantagens quânticas nos próximos anos.
“Acreditamos que a IBM é a única empresa em posição de inventar e escalar rapidamente software, hardware, fabricação e correção de erros quânticos para desbloquear aplicações transformadoras”, disse Jay Gambetta, diretor de pesquisa da IBM, em um comunicado.
* Traduzido e editado com autorização do Decrypt.
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