A IBM revelou o primeiro computador quântico com mais de 1.000 qubits – o equivalente aos bits digitais de um computador comum. Mas a empresa diz que agora mudará de direção e se concentrará em tornar suas máquinas mais resistentes a erros, em vez de maiores.

Durante anos, a IBM seguiu um roteiro de computação quântica que praticamente dobrou o número de qubits a cada ano. O chip lançado em 4 de dezembro, chamado Condor, possui 1.121 qubits supercondutores dispostos em um padrão de favo de mel. Ele segue outras máquinas recordes da IBM com nomes de pássaros, incluindo um chip de 127 qubit chamado Eagle, lançado em 2021 e um chip de 433 qubit chamado Osprey, anunciado no ano passado.

Os computadores quânticos prometem realizar certos cálculos que estão além do alcance dos computadores clássicos. Eles farão isso explorando fenômenos quânticos exclusivos, como emaranhamento e superposição, que permitem a existência de vários qubits em vários estados coletivos ao mesmo tempo.

Mas esses estados quânticos também são notoriamente instáveis ​​e propensos a erros. Os físicos tentaram contornar isso persuadindo vários qubits físicos - cada um codificado em um circuito supercondutor, digamos, ou em um íon individual - a trabalharem juntos para representar um qubit de informação, ou 'qubit lógico'.

Como parte de sua nova abordagem, a empresa também revelou um chip chamado Heron que possui 133 qubits, mas com uma taxa de erro recorde, três vezes menor que a do processador quântico anterior da IBM.

Os pesquisadores geralmente dizem que as técnicas de correção de erros de última geração exigirão mais de 1.000 qubits físicos para cada qubit lógico. Uma máquina que possa fazer cálculos úteis precisaria então ter milhões de qubits físicos.

Mas nos últimos meses, os físicos ficaram entusiasmados com um esquema alternativo de correção de erros chamado verificação quântica de paridade de baixa densidade (qLDPC). Isto promete reduzir a taxa de erro por um factor de 10 ou mais, de acordo com uma pré-impressão de investigadores da IBM 1 . A empresa diz que agora se concentrará na construção de chips projetados para conter alguns qubits corrigidos por qLDPC em apenas 400 ou mais qubits físicos e, em seguida, conectar esses chips em rede.

A pré-impressão da IBM é “excelente trabalho teórico”, diz Mikhail Lukin, físico da Universidade de Harvard em Cambridge, Massachusetts. “Dito isto, implementar esta abordagem com qubits supercondutores parece ser extremamente desafiador e provavelmente levará anos até que um experimento de prova de conceito possa ser tentado nesta plataforma”, diz ele. Lukin e seus colaboradores conduziram um estudo semelhante sobre a perspectiva de implementação de qLDPC usando átomos individuais em vez de loops supercondutores .

O problema é que a técnica qLDPC exige que cada qubit esteja conectado diretamente a pelo menos seis outros. Em chips supercondutores típicos, cada qubit está conectado a apenas dois ou três vizinhos. Mas Oliver Dial, físico da matéria condensada – e diretor de tecnologia da IBM Quantum, no Thomas J. Watson Research Center da IBM em Yorktown Heights, Nova York – diz que a empresa tem um plano. Ele adicionará uma camada ao design de seus chips quânticos, para permitir as conexões extras exigidas pelo esquema qLDPC.

Um novo roteiro para a pesquisa quântica da IBM, revelado hoje , prevê que ela alcance cálculos úteis – como a simulação do funcionamento de moléculas catalisadoras – até o final da década. “Sempre foi um sonho e sempre foi um sonho distante”, diz Dial. “Na verdade, chegar perto o suficiente para que possamos ver o caminho de onde estamos hoje para mim é enorme.”