Supercomputadores quânticos? Divisão de tarefas chega à computação quântica

Inform?tica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/02/2025

Supercomputador qu?ntico

Em um marco que traz a computa??o qu?ntica mais perto do uso pr?tico em larga escala, cientistas da Universidade de Oxford, no Reino Unido, demonstraram a primeira inst?ncia de computa??o qu?ntica distribu?da.

Usando uma interface de rede fot?nica, eles conectaram dois processadores qu?nticos separados para formar um ?nico computador qu?ntico totalmente conectado, abrindo caminho para enfrentar desafios computacionais antes fora do alcance, al?m de relativizar a dificuldade de colocar um n?mero cada vez maior de qubits dentro de cada processador qu?ntico.

O avan?o tem a ver com o "problema da escalabilidade": Um computador qu?ntico poderoso o suficiente para cumprir todas as promessas da tecnologia teria que ser capaz de processar milh?es de qubits. Empacotar todos esses processadores em um ?nico dispositivo, no entanto, exigiria uma m?quina imensa.

Nesta nova abordagem, pequenos processadores qu?nticos s?o conectados por luz, permitindo que as computa??es sejam distribu?das pela rede. Em teoria, n?o h? limite para o n?mero de processadores que podem estar na rede.

A arquitetura escal?vel ? baseada em m?dulos que cont?m apenas um pequeno n?mero de qubits de ?ons aprisionados, tamb?m conhecidos como qubits at?micos. Eles s?o conectados usando fibras ?pticas e usam luz - f?tons, em vez de sinais el?tricos - para transmitir dados entre eles. Esses links fot?nicos permitem que qubits em m?dulos separados sejam entrela?ados quanticamente, permitindo que a l?gica qu?ntica seja executada entre os m?dulos usando o fen?meno do teletransporte qu?ntico.

Comunica??o qu?ntica por teletransporte

Os dois fen?menos cruciais usados para a cria??o deste computador qu?ntico distribu?do s?o o entrela?amento e o teletransporte. O entrela?amento permite que duas part?culas, como um par de f?tons, permane?am correlacionadas mesmo quando separadas por grandes dist?ncias. Isso permite que elas compartilhem informa??es sem terem que viajar fisicamente.

J? o teletransporte qu?ntico permite a transfer?ncia de informa??es qu?nticas por longas dist?ncias quase instantaneamente, usando o entrela?amento.

Embora o teletransporte qu?ntico de estados j? tenha sido demonstrado em diversas situa??es, esta ? a primeira demonstra??o do teletransporte qu?ntico de portas l?gicas (os componentes m?nimos de um algoritmo) atrav?s de um link de rede. De acordo com os pesquisadores, isso pode estabelecer as bases para uma futura internet qu?ntica, onde processadores distantes poderiam formar uma rede ultrassegura para comunica??o, computa??o e sensoriamento.

"Demonstra??es anteriores de teletransporte qu?ntico se concentraram na transfer?ncia de estados qu?nticos entre sistemas fisicamente separados. Em nosso estudo, usamos o teletransporte qu?ntico para criar intera??es entre esses sistemas distantes. Ao adaptar cuidadosamente essas intera??es, podemos executar portas qu?nticas l?gicas - as opera??es fundamentais da computa??o qu?ntica - entre qubits alojados em computadores qu?nticos separados. Esse avan?o nos permite efetivamente 'conectar' processadores qu?nticos distintos em um ?nico computador qu?ntico totalmente conectado," explicou o professor Dougal Main.

O conceito ? semelhante ao funcionamento dos supercomputadores tradicionais, que s?o compostos de computadores menores conectados entre si para atingir capacidades maiores do que as de cada unidade separada. Essa estrat?gia contorna muitos dos obst?culos de engenharia associados ? compacta??o de n?meros cada vez maiores de qubits em um ?nico processador, ao mesmo tempo em que preserva as delicadas propriedades qu?nticas necess?rias para computa??es precisas e robustas.

Outras not?cias sobre:

Mais tópicos