Resumo:
Um relatório de pesquisa mais recente mostra que os pesquisadores usaram o mais recente processador quântico da IBM para concluir uma tarefa computacional extremamente complexa. Todo o processo levou apenas 19 segundos. A equipe de pesquisa estima que se exatamente a mesma tarefa fosse entregue aos principais supercomputadores do mundo (como o supercomputador Frontier, nos Estados Unidos), levaria cerca de 110 anos para ser concluída. Este é considerado um marco importante na verificação da vantagem quântica.
Este experimento foi liderado pelo físico teórico Tigran Sedrakyan, da BlueQubit, uma empresa americana de software de computação quântica. A equipe escolheu o mais recente processador Nighthawk r2 da IBM, que possui 120 bits quânticos (qubits) e atualmente está comercialmente acessível por meio da plataforma de nuvem da IBM.
Durante o experimento, os pesquisadores habilitaram 61 qubits e conduziram um teste de amostragem de circuito aleatório de até 40 ciclos. Este é um teste de benchmark projetado especificamente para medir as capacidades dos computadores quânticos. Requer que o sistema quântico execute operações aleatórias e complexas. Devido ao aumento exponencial na quantidade de operações, é extremamente difícil para os computadores tradicionais reproduzirem os mesmos resultados.
Dados de teste mostram que o Nighthawk r2 gerou 1 milhão de amostras de computação nesses 19 segundos.
A amostragem aleatória de circuitos tem sido considerada pela indústria como um teste padrão para verificar a vantagem quântica há muitos anos. Em 2019, o Google também anunciou que seu processador Sycamore de 53 qubit levava 200 segundos para concluir uma tarefa computacional. Naquela época, estimava-se que a supercomputação tradicional levaria 10 mil anos para completar o cálculo.
Sedrakyan e a equipe de pesquisa enfatizaram que esta é a primeira vez que a comunidade científica demonstra vantagem quântica por meio deste tipo de teste de benchmark em um processador quântico comercialmente acessível, e isso também mostra que usuários comuns que não são grandes especialistas em quântica também podem acessar esse enorme poder de computação.
Deve-se notar que este relatório ainda não foi revisado por pares. Foi publicado pela primeira vez na plataforma acadêmica pré-escrita arXiv em 23 de setembro. Os pesquisadores também apontaram que o número de 110 anos é uma estimativa baseada em um algoritmo de simulação tradicional específico. Se a tecnologia e os algoritmos de computação tradicionais forem melhorados no futuro, o intervalo de tempo poderá ser reduzido.
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