Os computadores quânticos são o próximo passo na evolução da computação, podendo processar informações contidas em partículas (como átomos, elétrons e na luz) para resolver problemas complexos e com segurança. No entanto, eles ainda têm algumas limitações, principalmente por terem um único processador.

Um projeto de computador quântico desenvolvido por um engenheiro da Universidade de São Paulo (USP) prevê algo nunca antes feito: um supercomputador com múltiplas unidades de processamento, algo que elevaria ainda mais as capacidades do dispositivo.

Computador quântico inédito está sendo arquitetado

A proposta foi apresentado em um artigo do engenheiro de computação Waldemir Cambiucci, doutorando da Escola Politécnica (Poli) da USP.

A ideia parte das limitações atuais dos computadores quânticos. Por terem apenas um processador, eles têm altas taxas de erro e limitações no uso em cenários complexos, servindo principalmente em casos de uso experimentais.

Para sanar essas restrições, a pesquisa propõe um computador quântico com múltiplos processadores. Ela ainda está no início, mas os envolvidos acreditam que o novo dispositivo possa aumentar as aplicações nas áreas de ciências de materiais, química, IA e até mercado financeiro.

Como funciona um computador quântico

Ao Jornal da USP, Cambiucci explicou a diferença entre um computador normal e um quântico.

Os computadores clássicos usam bits, unidades básicas de informação que assumem valores de 0s e 1s. Já os computadores quânticos são baseados em bits quânticos, ou qubits, que podem assumir valores 0, 1 ou uma combinação entre eles ao mesmo tempo, num fenômeno conhecido como superposição. Junto com os fenômenos de emaranhamento e interferência, a superposição é característica de um computador quântico, que realiza seu processamento a partir dos princípios da mecânica quântica.

Waldemir Cambiucci 

Segundo ele, o computador quântico tem uma vantagem na resolução de problemas complexos que as máquinas tradicionais não conseguem.

Ainda, estes supercomputadores podem ser aplicados nas simulações moleculares, exploração química ou científica, na inteligência artificial, no aprendizado de máquina, e até em simulações do mercado financeiro.

O computador quântico já existe, mas, como falamos, com limitações. A ideia da pesquisa é aumentar a capacidade com múltiplas unidades de processamento.

Computador quântico aposta em múltiplas unidades de processamento

• A ideia do projeto é um computador quântico com múltiplas QPUs (Unidades de Processamento Quântico), algo que ainda precisa passar por diferentes tarefas em um cronograma antes de virar realidade;
• Nesse planejamento, há etapas de otimização de operações, mapeamento de bits quânticos e inicialização;
• Segundo o pesquisador, o desafio é realizar tudo isso em um tempo menor para execução em cenários reais;
• Apesar de ser algo caro, empresas globais de tecnologia, como Microsoft e IBM, já investem em seus próprios computadores quânticos e em como otimizar as operações para adentrar o mercado quântico;
• Cambiucci também lembra que, hoje, não há um projeto com todas as etapas do computador quântico com múltiplos processadores desenvolvida. Algumas já estão no caminho, com processador único com centenas de qbits, mas ainda com elevadas taxas de erro.

Olhar Digital