Computação Quântica na capa da Scientific American Brasil, junho de 2022

Fico feliz ao ver o meu tema favorito de todos os tempos começando a ganhar destaque!

Enquanto a computação clássica usa o bit, 0 ou 1, o paradigma da computação quântica é o qubit (quantum bit), que pode ser 0, 1, ou qualquer superposição entre ambos os valores. A superposição vale até o qubit ser medido, e então o valor colapsa para 0 ou 1 (lembra do gato de Schrödinger, ao mesmo tempo vivo e morto, até alguém abrir a caixa?).

Além da superposição, outra propriedade-chave é o emaranhamento: dois qubits podem ficar entrelaçados, de modo que ambos colapsem para o mesmo valor quando medidos – o que Einstein chamou de “Ação fantasmagórica à distância”.

O artigo foca em correção de erros. Erros sempre existem e sempre existirão, devido à ruído na comunicação, decoerência de qubits, etc. É importante ter taxa de erro baixa e tratar os erros que acontecerem.

Em computação clássica, uma forma de fazer correção de erros é inserindo redundância. Posso simplesmente replicar o valor: se quero transmitir 0, posso repetir o mesmo três vezes (000). Se, por algum ruído, o 000 virar 010, tenho como saber que há algo estranho e corrigir a informação.

Replicar qubits não funciona. Um qubit não pode ser clonado (teorema da não-clonagem). A técnica para correção de erros deve ser mais sutil e indireta: usar qubits auxiliares emaranhados com os qubits de dados, como uma grade quadrada bidimensional, parecendo um tabuleiro de xadrez. Esta técnica é chamada de “código de superfície”.

Porém, o código de superfície é denso demais, e a autora (Zaira Nazario, da IBM) relata interferência entre qubits, nos computadores quânticos a supercondutores da IBM.

Por fim, o artigo comenta outra configuração entre qubits de dados e auxiliares que eles estão pesquisando, o layout “hexadecimal pesado”. Este lembra um grid de hexágonos, que tem a vantagem de ser menos denso que o layout do tabuleiro de xadrez, mitigando problemas. É o estado-da-arte da correção de erros quântica.

Mais do que o conteúdo técnico, é muito bom ver este tópico sendo discutido nas revistas de divulgação científica.

Aplicações potencialmente disruptivas de Quantum computing: cybersegurança, otimização combinatória e simulação de moléculas químicas.

Aproveitando. Gerencio um grupo de whatsapp sobre #quantumcomputing, com os amigos da Brazil Quantum e outros entusiastas sobre o tema. Para quem quiser receber notícias como essa, o link é: https://lnkd.in/dRm_MbD4 (vou desativar o mesmo em 24h, para evitar spammers).

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