Superado “limite quântico”: Google abre caminho para a computação sem erros

A equipa da Google Quantum AI anunciou esta semana um feito que muitos especialistas consideravam o Santo Graal da tecnologia moderna: a superação do limite de erro quântico. Os detalhes técnicos deste avanço demonstram, pela primeira vez, que é possível construir um computador quântico no qual a precisão aumenta à medida que o sistema cresce, resolvendo finalmente o problema da instabilidade que tem travado esta tecnologia há décadas.

Até agora, os computadores quânticos eram descritos co- mo máquinas “ruidosas”. Os qubits (bits quânticos) são extremamente sensíveis; qualquer mínima variação de temperatura ou vibração causa erros nos cálculos, um fenómeno conhecido como decoerência. A grande dificuldade residia no facto de, ao tentar proteger ou aumentar a informação a processar, adicionando mais qubits, o sistema tornava-se tão complexo que acabava por gerar ainda mais falhas.

A Google conseguiu inverter esta lógica através da correção de erros de superfície (surface code). Esta técnica funciona como uma malha ou um tabuleiro de xadrez de qubits físicos. Nesta estrutura, os qubits de dados são intercalados com “qubits de medição” auxiliares. Estes vizinhos monitorizam constantemente o estado uns dos outros sem os “olhar” diretamente - o que destruiria o estado quântico de incerteza. Se um erro ocorre num ponto da malha, o sistema deteta a discrepância através desta rede de vigilância e corrige-a automaticamente.

Ao expandir esta malha, a equipa demonstrou que um “qubit lógico” - um grupo de muitos qubits físicos a trabalhar em uníssono - consegue ser mais estável do que os seus componentes individuais. Assim, quanto maior esta “rede” (quantos mais qubits), mais rigorosos são os cálculos. Este é o momento em que a proteção contra erros vence a tendência natural para o caos.

Abre-se o mundo

A importância prática deste avanço é difícil de sobrestimar. Com este marco, entra-se oficialmente na era da Computação Quântica Tolerante a Falhas. Isto significa que, em vez de termos apenas protótipos para tarefas académicas, estamos a caminho de máquinas capazes de correr algoritmos complexos durante horas ou dias sem falhar.

Isto abre a porta a coisas como a simulação molecular, em que poderemos desenhar novos materiais e medicamentos ao nível atómico, simulando interações químicas que os supercomputadores clássicos mais potentes do mundo não conseguem processar. Ou a capacidade de otimizar processos químicos complexos para levar à criação de fertilizantes muito mais eficientes - bem como ao desenvolvimento de baterias com capacidades de armazenamento revolucionárias.

Também será necessária uma atualização global dos protocolos de segurança, forçando a adoção de criptografia pós-quântica para proteger dados contra ataques.

Embora ainda falte algum tempo para vermos estas máquinas em centros de dados comerciais, abre-se caminho para um futuro industrial quântico da computação que já não é meramente teórico.