Um computador quântico acessível pela nuvem acaba de alcançar um resultado impressionante. O Nighthawk r2, da IBM, realizou em apenas 19 segundos uma tarefa que poderia exigir mais de um século em um dos supercomputadores mais poderosos do mundo.
O experimento envolveu um milhão de amostras e foi realizado com 61 dos 120 qubits programáveis do processador. O resultado foi apresentado em um estudo publicado no arXiv e representa uma nova demonstração de vantagem quântica.
O teste que colocou o computador quântico à prova
Os pesquisadores utilizaram uma técnica conhecida como random-circuit sampling (RCS), ou amostragem de circuitos aleatórios. Nesse tipo de experimento, o computador executa sequências aleatórias de operações quânticas e mede repetidamente os estados resultantes.
O objetivo não é resolver uma tarefa cotidiana, como editar um vídeo ou fazer uma previsão meteorológica. Trata-se de criar um problema especialmente difícil de reproduzir em computadores tradicionais e comparar até onde cada tecnologia consegue chegar.
No experimento, os circuitos atingiram profundidades de até 40 ciclos. Para a comparação principal, a equipe analisou circuitos de 36 ciclos, com 918 portas de dois qubits. Nessa configuração, o Nighthawk r2 produziu um milhão de amostras em somente 19 segundos.
Outro detalhe importante é que o teste utilizou a infraestrutura padrão de acesso à nuvem, sem uma calibração criada especificamente para o benchmark. Segundo os autores, isso torna o experimento mais fácil de reproduzir por outros usuários com acesso ao processador.
De 19 segundos para mais de 110 anos
Para estimar quanto uma máquina convencional precisaria trabalhar, os pesquisadores recorreram à contração de redes tensoriais, técnica usada para calcular o custo da simulação de circuitos quânticos em sistemas clássicos.
A estimativa chegou a aproximadamente 1,2 × 10²⁷ operações de máquina para gerar o conjunto de um milhão de amostras. Projetada sobre o Frontier, um dos supercomputadores mais poderosos já construídos, essa carga representaria mais de um século de processamento.
Colocar 110 anos de um lado e 19 segundos do outro produz uma diferença próxima de 180 milhões de vezes.
Mas isso não significa que o computador quântico da IBM seja 180 milhões de vezes mais rápido em qualquer tarefa.
A comparação vale especificamente para esse experimento e depende do método usado para estimar o custo da simulação clássica. Novos algoritmos podem reduzir esse tempo no futuro. Por isso, o resultado não significa que os supercomputadores tradicionais estejam prestes a se tornar obsoletos.
Por que esse resultado é importante
O interesse científico está justamente em demonstrar que existem cálculos cuja dificuldade cresce rapidamente para computadores clássicos, enquanto processadores quânticos conseguem executá-los de maneira muito mais eficiente.
Os pesquisadores também utilizaram dois métodos independentes para medir a fidelidade dos resultados. Segundo o estudo, ambos apresentaram resultados consistentes nas diferentes profundidades analisadas.
É justamente esse conjunto de fatores que levou os autores a classificar o experimento como uma demonstração de vantagem computacional quântica.
O Nighthawk r2 pode ser acessado pela nuvem
O Nighthawk r2 também representa uma evolução importante do hardware quântico da IBM. De acordo com a documentação oficial da empresa, o processador possui 120 qubits programáveis, 218 acopladores e 120 elementos independentes de reinicialização.
A nova arquitetura permite executar mais de 100 mil circuitos por segundo, um desempenho até 25 vezes superior ao da família Heron nesse indicador. O processador também utiliza uma estrutura de conectividade em rede quadrada, que permite conectar cada qubit a mais vizinhos e executar circuitos mais complexos.
Ainda existe uma enorme distância entre demonstrar vantagem quântica em experimentos específicos e substituir computadores tradicionais em aplicações reais.
Mesmo assim, o teste oferece uma amostra concreta do potencial dessa tecnologia: em certos cálculos cuidadosamente escolhidos, uma tarefa estimada em mais de um século para uma máquina clássica já pode ser concluída por um computador quântico em questão de segundos.
