O Google anunciou um grande avanço na computação quântica na quarta-feira, alegando ter alcançado a primeira vantagem quântica verificável. O novo algoritmo “Quantum Echoes” do Google, executado em seu chip Willow, realizou um cálculo complexo surpreendentemente 13.000 vezes mais rápido do que o maior supercomputador do mundo poderia simulá-lo.
Detalhado na revista científica Nature, a conquista marca um passo crítico em direção à construção de máquinas quânticas práticas.
Os pesquisadores acreditam que esses sistemas poderão um dia resolver problemas atualmente intratáveis na medicina, na ciência dos materiais e em outros campos. Este marco muda a corrida quântica da ciência pura para a engenharia verificável e repetível, com aplicações do mundo real no horizonte.
Como o Google declarou em seu anúncio, “Esta é a primeira vez na história que um computador quântico executa com sucesso um algoritmo verificável que supera a capacidade dos supercomputadores.”
Um novo marco: vantagem quântica verificável
Executando um cálculo 13.000 vezes mais rápido que um supercomputador, A conquista mais recente do Google é mais do que apenas um recorde de velocidade. Ele representa um avanço fundamental na confiabilidade e confiabilidade do hardware quântico, um obstáculo crucial que a indústria tem lutado para superar.
Conduzido no processador Willow de 105 qubits, o experimento executou com sucesso um algoritmo de física que modela como a informação se espalha e se reorienta através de um sistema quântico.
Por trás dos números que chamam a atenção está uma conquista mais profunda: a verificabilidade. Pela primeira vez, um computador quântico demonstrou uma aceleração numa tarefa que pode ser repetida de forma fiável e verificada em relação à natureza.
Isto contrasta com demonstrações anteriores de “supremacia quântica”, que foram inovadoras, mas mais difíceis de confirmar de forma independente. De acordo com o CEO do Google, Sundar Pichai, “O resultado é verificável, o que significa que seu resultado pode ser repetido por outros computadores quânticos ou confirmado por experimentos.”
Essa capacidade leva a tecnologia além de demonstrações únicas para o reino do progresso consistente liderado por engenheiros.
Chamada de Ecos Quânticos, a nova técnica funciona enviando um sinal cuidadosamente elaborado para o sistema quântico. Os pesquisadores então perturbam um único qubit e revertem com precisão a evolução do sinal para ouvir o “eco” que retorna.
Esse eco, amplificado por um fenômeno chamado interferência construtiva, revela informações incrivelmente sensíveis sobre a estrutura e a dinâmica do sistema.
Durante anos, a promessa da computação quântica foi temperada pelo desafio dos erros e da instabilidade. Essa inovação se baseia diretamente no sucesso do chip Willow em 2024 em alcançar a correção de erros “abaixo do limite”.
Esse marco provou que, quando os qubits atingem uma certa qualidade, a ampliação do sistema pode, na verdade, reduzir os erros em vez de amplificá-los, abrindo caminho para processadores maiores e mais estáveis.
Do laboratório ao mundo real: aplicativos e ameaças
Com esse novo nível de precisão, o Google está otimista quanto ao caminho para casos de uso práticos. Hartmut Neven, fundador e líder do Google Quantum AI, projetou um cronograma claro: “Com os ecos quânticos, continuamos otimistas de que dentro de cinco anos veremos aplicações do mundo real que só são possíveis em computadores quânticos.”
As aplicações mais promissoras estão na simulação do mundo natural em nível molecular, uma tarefa que sobrecarrega até mesmo os computadores clássicos mais poderosos.
Uma compreensão mais profunda de essas interações poderiam desbloquear novos catalisadores, baterias mais eficientes e novos produtos farmacêuticos.
Em um experimento de prova de princípio com a Universidade da Califórnia, Berkeley, os pesquisadores usaram a técnica de Ecos Quânticos para analisar a estrutura das moléculas.
Os resultados sugerem que o método pode se tornar uma ferramenta poderosa para a descoberta de medicamentos e ciência de materiais. Como o Google explicou em seu anúncio: “Assim como o telescópio e o microscópio abriram mundos novos e invisíveis, este experimento é um passo em direção a um ‘escopo quântico’ capaz de medir fenômenos naturais anteriormente inobserváveis.”
No entanto, o poder crescente das máquinas quânticas também traz uma ameaça significativa para um foco mais nítido: o potencial de quebrar a criptografia moderna.
Um avanço dessa magnitude traz novas novidades. urgência ao vetor de ataque “Colha agora, descriptografe depois”, onde adversários roubam dados criptografados hoje com a intenção de descriptografá-los assim que um computador quântico poderoso estiver disponível.
Tal ameaça levou órgãos governamentais como o NIST a finalizar padrões de criptografia pós-quântica (PQC) para defesa contra ataques futuros.
Um risco direto é colocado para ativos e comunicações digitais. Como Christopher Peikert, professor da Universidade de Michigan, disse ao Decrypt, “a computação quântica tem uma probabilidade razoável-mais de cinco por cento-de ser um risco importante, até mesmo existencial, de longo prazo para Bitcoin e outras criptomoedas.”
A contagem regressiva silenciosa para um mundo pós-quântico está ficando mais alta.
A corrida lotada para um futuro quântico
A conquista do Google chega a um campo ferozmente competitivo, onde gigantes da tecnologia estão apostando bilhões em estratégias divergentes para construir um computador quântico tolerante a falhas.
Embora o Google tenha se concentrado em demonstrar velocidade verificável com seus qubits supercondutores, seus rivais estão explorando caminhos fundamentalmente diferentes, cada um com seus próprios riscos e recompensas potenciais.
A IBM, pioneira na área, traçou um roteiro ambicioso visando um sistema tolerante a falhas até 2029. Sua estratégia depende de uma mudança recente para um código de correção de erros mais eficiente, conhecido como qLDPC, que visa reduzir drasticamente o número de qubits físicos necessários para criar um único qubit lógico estável.
A AWS da Amazon, com seu chip Ocelot, está projetando “qubits bosônicos” projetados para suprimir naturalmente certos erros no nível do hardware. A filosofia deles é incorporar a correção de erros na arquitetura desde o início, em vez de adicioná-la posteriormente.
A Microsoft está buscando uma estratégia dupla ousada. Ela está apoiando um importante computador quântico de átomos neutros na Dinamarca e, ao mesmo tempo, desenvolvendo seus próprios “qubits topológicos” de alto risco e alta recompensa.
Seu chip Majorana 1 visa criar qubits que sejam inerentemente estáveis, o que poderia teoricamente eliminar completamente a necessidade de correção de erros complexos, embora a tecnologia permaneça experimental.
Cada abordagem apresenta desafios de engenharia monumentais, e é ainda não está claro qual será o mais escalonável e prático.
No entanto, o progresso é inegável. Winfried Hensinger, professor da Universidade de Sussex, observou que o trabalho do Google é “mais uma prova convincente de que os computadores quânticos estão gradualmente se tornando cada vez mais poderosos.”
Em última análise, o anúncio do Google reformula a corrida quântica. A disputa não se trata mais apenas de contagens brutas de qubits ou velocidade teórica, mas de construir sistemas que possam produzir resultados verificáveis, repetíveis e, em última análise, úteis.
Embora a indústria ainda não esteja no seu “momento ChatGPT”, esta inovação aproxima esse dia significativamente.
