A startup canadense de computação quântica, Nord Quantique, anunciou um avanço que pode alterar fundamentalmente a corrida pelo desenvolvimento de um computador quântico tolerante a falhas. A empresa afirma ter conseguido projetar, construir e armazenar um qubit lógico — a versão robusta e corrigida de um qubit — em uma única peça de hardware. Essa abordagem se choca diretamente com o método convencional da indústria, que exige o agrupamento de centenas, ou até milhares, de qubits físicos para formar um único qubit lógico.
Nota de Transparência: Esta matéria é baseada em informações de um artigo do site Ars Technica sobre uma pesquisa da startup Nord Quantique. A tecnologia está em desenvolvimento e a capacidade de correção de erros ainda não foi totalmente alcançada, conforme declarado pela própria empresa.
Para entender a magnitude deste avanço, é preciso primeiro compreender o maior obstáculo da computação quântica: a fragilidade dos qubits. Os qubits físicos, as unidades básicas de informação quântica, são extremamente suscetíveis ao “ruído” do ambiente, como flutuações de temperatura ou campos eletromagnéticos. Essa instabilidade, conhecida como decoerência, corrompe o delicado estado quântico e introduz erros nos cálculos, tornando os computadores quânticos de hoje barulhentos e pouco confiáveis para problemas complexos.
A solução da indústria para esse problema é o qubit lógico. A ideia é usar a redundância: vários qubits físicos trabalham em conjunto, codificando a informação de forma distribuída. Se um dos qubits físicos falhar, os outros podem detectar e corrigir o erro, protegendo a informação contida no qubit lógico. Embora eficaz, essa abordagem tem um custo imenso em termos de escala. Construir um computador quântico útil exigiria milhões de qubits físicos para sustentar alguns milhares de qubits lógicos, resultando em máquinas enormes, complexas e com um consumo de energia massivo.
É aqui que a inovação da Nord Quantique entra em cena. A empresa utiliza uma arquitetura baseada em códigos bosônicos e um tipo específico de qubit supercondutor. Em vez de codificar a informação em apenas dois estados (0 e 1), como um qubit padrão, essa abordagem utiliza os múltiplos níveis de energia de um oscilador. Isso permite que a informação quântica e a capacidade de detecção de erros sejam embutidas em um único componente físico.
Segundo a startup, seu sistema é capaz de detectar todos os casos em que o qubit perde seu estado quântico e desencadeia erros. Essa capacidade de capturar 100% dos eventos de erro de um tipo específico (bit-flips) é um passo crucial na correção de erros quânticos. No entanto, a empresa é transparente sobre suas limitações atuais: embora a detecção seja completa, a capacidade de corrigir ativamente todos esses erros ainda é um trabalho em andamento. Ainda assim, a detecção é frequentemente a parte mais difícil do problema.
Caso a Nord Quantique consiga aperfeiçoar a etapa de correção, as implicações seriam transformadoras. A necessidade de hardware seria drasticamente reduzida, abrindo caminho para computadores quânticos muito mais compactos, eficientes em termos de energia e, potencialmente, mais baratos de construir e operar. Isso poderia acelerar significativamente o cronograma para o desenvolvimento de máquinas quânticas comercialmente viáveis e tolerantes a falhas, capazes de resolver problemas hoje intratáveis em áreas como desenvolvimento de fármacos, ciência de materiais e finanças. Ao desafiar o paradigma de “força bruta” da redundância massiva, a Nord Quantique abriu uma nova e promissora avenida na busca pelo santo graal da computação quântica.
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Fontes:
Ars Technica, Nord Quantique