Amazon Inova com Novo Chip de Computação Quântica
A Amazon se junta a gigantes como Google e Microsoft na corrida pela computação quântica. A AWS, divisão de nuvem da empresa fundada por Jeff Bezos, apresentou o Ocelot, seu primeiro chip para computação quântica. Este protótipo promete reduzir em até 90% os custos de correção de erros, um dos maiores desafios no desenvolvimento dessa tecnologia.
A pesquisa que levou ao desenvolvimento do Ocelot foi publicada na renomada revista Nature e teve como um de seus líderes o mineiro Fernando Brandão. Ele é diretor de ciência aplicada na AWS e professor de física teórica no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech).
Em entrevista ao Brazil Journal, Brandão explicou: “O computador quântico é baseado nas leis da mecânica quântica, que descrevem um mundo microscópico – o mundo de fótons, elétrons e prótons. Essas leis são diferentes em níveis tão pequenos, e, teoricamente, permitem a construção de computadores com aplicações superiores aos atuais.”
Na computação clássica, a informação é representada por dígitos binários, os bits, que podem ser 0 ou 1. Por outro lado, a computação quântica utiliza as peculiaridades das partículas subatômicas, empregando os qubits. Esses bits quânticos podem representar os estados 0 e 1 ao mesmo tempo, através da superposição e do entrelaçamento quântico, multiplicando exponencialmente a capacidade computacional.
O especialista ressalta a magnitude dessa capacidade: “Um sistema quântico pode, teoricamente, resolver um problema em uma hora que levaria mais de 13,8 bilhões de anos em supercomputadores atuais.”
Entretanto, a concretização dos computadores quânticos enfrenta enormes desafios, principalmente em relação à perda de informação e aos erros causados pela instabilidade das partículas. Mudanças mínimas no ambiente, como vibrações, alterações de temperatura ou radiações eletromagnéticas de dispositivos eletrônicos, podem afetar severamente o desempenho dos sistemas quânticos, que frequentemente são testados em laboratórios onde as temperaturas se aproximam do zero absoluto (-273,15 °C).
Brandão observa que isolar completamente as partículas quânticas é uma tarefa complexa: “Para rodar algoritmos extensos, precisamos de centenas ou milhares de qubits. Porém, quanto mais qubits, mais erros podem ocorrer.” O foco, portanto, está em desenvolver qubits com baixo ruído.
A arquitetura do Ocelot utiliza uma tecnologia inovadora chamada de cat qubits, que se refere ao famoso experimento do gato de Schrödinger, para corrigir erros. A combinação dos ‘qubits gatos’ com outros componentes permite uma redução significativa dos erros, alcançando até 90%. Isso abre portas para a produção futura de um microchip escalável.
“Sem a correção de erro, a computação quântica não se tornará realidade. E para corrigir os erros, precisamos de qubits extras. Demonstramos que nosso chip funciona com apenas um décimo dos qubits adicionais necessários em outras abordagens”, explica Brandão, enfatizando a importância da inovação que resulta em menores custos.
Quando a sociedade pode esperar a chegada dos computadores quânticos no mercado? “Não acredito que seja algo para os próximos dois ou três anos, mas também não levará décadas. É algo intermediário”, adianta Brandão.
Atualmente, Brandão divide seu tempo entre a docência e as atividades no laboratório da AWS no campus do Caltech. Com graduação e mestrado pela UFMG, ele obteve seu doutorado em física quântica no Imperial College, em Londres, e já passou por empresas como Google e Microsoft. Desde 2016, é professor no Caltech e se juntou à AWS há pouco mais de cinco anos.
A computação quântica promete revolucionar diversas áreas, incluindo a ciência de materiais. Brandão menciona a possibilidade de desenvolver baterias mais eficientes, fertilizantes inovadores e na descoberta de novos medicamentos.
“Muitas pessoas têm tentado desenvolver um computador quântico por muito tempo, pois é um desafio enorme. Embora ainda leve um tempo, a convicção de que um dia isso se tornará real tem aumentado”, conclui Brandão.
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