Cientistas anunciam primeiro computador quântico programável

Um consórcio de pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, sigla em inglês), em Boulder, Colorado, exibiu o primeiro computador quântico universal programável do mundo. Segundo um relatório publicado na New Scientist, a máquina tem futuro, mas por enquanto ainda está “verde”.

Computadores quânticos estão em pesquisa há muitos anos, mas nunca se havia conseguido construir nada prático até junho deste ano, quando a Universidade de Yale, nos Estados Unidos, anunciou o primeiro processador quântico rudimentar. Mas o processador de Yale conseguia fazer apenas algumas operações simples, e o anúncio do NIST parece ser um passo adiante.

Em um computador comum, a menor unidade de informação é o bit, que pode ter dois valores: zero (desligado) ou um (ligado). Seu equivalente quântico é o qubit (Quantum bit), que tem um diferencial: pode assumir vários estados superpostos ao mesmo tempo, armazenando mais informação.

Um computador quântico fica exponencialmente mais poderoso a cada “qubit” adicionado. Para se ter uma ideia de seu potencial, estima-se que mesmo máquinas simples poderiam ser capazes de quebrar, em questão de minutos, cifras criptográficas consideradas impenetráveis para os computadores atuais, já que os cálculos demorariam milhares de vezes mais que o tempo de vida de seus programadores.

Computadores quânticos são capazes deste feito ao tirar proveito da capacidade de superposição dos qubits para testar todas as combinações possíveis ao mesmo tempo, enquanto nossas máquinas tem que testar cada combinação sequencialmente, uma a uma.

A máquina do NIST também usa apenas dois qubits e armazena dados binários em um par de íons de berílio, que são mantidos em espécie de “armadilha” eletromagnética, de cerca de 200 micrômeros, e manipulados com laser ultravioleta. A “armadilha” contém ainda dois íons de magnésio para resfriar os íons de berílio.

Como em um computador clássico, uma série de portas lógicas, com funções como “NÃO E”, “OU” e “OU EXCLUSIVO”, processa a informação. “Por exemplo, [da mesma forma que nos computadores tradicionais], uma simples porta inversora “qubit” mudaria seu estado de ‘1’ para ‘0’ e vice-versa”, diz David Hanneke, um membro da equipe de cientistas ao Newscientist. Mas, ao contrário dos bits na computação convencional, que são elétricos, e de suas portas lógicas, que são componentes físicos de silício, as “portas” no computador quântico do NIST são pulsos de laser que alteram o estado das partículas nos átomos de berílio.

Embora haja um número infinito de possíveis operações com “qubits”, a equipe optou por executar apenas 160 delas para demonstrar a universalidade do processador. Após rodar cada uma das operações 900 vezes, os cientistas conseguiram um índice de precisão de apenas 79 por cento, o que mostra que o computador ainda precisa ser aperfeiçoado