A gigante tecnológica norte-americana continua a desbravar o futuro da tecnologia e acaba de dar um passo de gigante na ambição de dominar o mercado da computação quântica. A IBM apresentou o Nighthawk r2, o seu processador quântico mais rápido de sempre, capaz de atingir a impressionante marca de 100.000 circuitos por segundo. Este novo componente integra mais de 7500 portas lógicas e consegue ser 25 vezes mais veloz do que o antecessor directo, o Heron. O aumento drástico de velocidade foi alcançado sem sacrificar a escala ou a precisão do sistema, o que consolida a posição da marca no seu roteiro de desenvolvimento a longo prazo.
A computação quântica representa a próxima grande fronteira tecnológica, com a promessa de resolver em meros segundos cálculos que os supercomputadores actuais demorariam anos a concluir. Esta nova era de processamento de dados tem o potencial de ajudar a humanidade a encontrar soluções para as alterações climáticas, a descoberta de novos medicamentos e a investigação de materiais inovadores. De facto, a capacidade de processamento extremo já começou a dar frutos noutras áreas científicas, como ficou demonstrado recentemente quando a empresa alcançou um marco histórico no desenvolvimento da energia de fusão através da aplicação destas novas arquitecturas de cálculo.
À semelhança das universidades e das pequenas empresas emergentes que investigam esta área, também as grandes empresas comerciais como a Google e a IBM estão focadas em construir máquinas à escala comercial. O objectivo da IBM passa por criar computadores quânticos com mil milhões de circuitos e mais de dois mil qubits até ao ano de 2033. Para suportar esta infra-estrutura colossal e garantir a produção em massa destes componentes altamente complexos, a tecnológica e o governo norte-americano decidiram injetar dois mil milhões de dólares numa nova unidade de fabrico especializada, o que prepara o terreno para a chegada de sistemas tolerantes a falhas.
O segredo da velocidade
Apesar de todo o entusiasmo em torno da rapidez destas máquinas, existe um pequeno atraso nos cálculos que costuma passar despercebido ao público em geral. Trata-se da reinicialização condicional, um processo onde os qubits dentro do circuito precisam de regressar ao seu estado fundamental antes de a próxima ronda de operações poder começar. Num sistema tradicional, a máquina tem de ficar inactiva durante centenas de microssegundos entre execuções. Para resolver este estrangulamento, o Nighthawk r2 substitui esse método por um mecanismo de reinicialização dissipativa, onde um acoplador de alta gama dinâmica consegue puxar um qubit programável para o seu estado base a pedido.
Esta alteração arquitectónica reduz o tempo que o qubit retém a energia de 200 microssegundos para cerca de 25 nanossegundos. Como cada qubit está ligado individualmente ao acoplador, é possível reiniciar cada um deles de forma independente, sem perturbar os elementos vizinhos. Esta abordagem engenhosa diminui o tempo de inactividade global entre as execuções dos circuitos para apenas um microssegundo, o que justifica o salto monumental no volume de operações por segundo.
Disponibilidade
Os cientistas alertam frequentemente que a velocidade por si só não é suficiente, pois um processamento mais rápido acarreta o risco de introduzir uma enorme quantidade de falhas nos cálculos. Felizmente, a reinicialização de alta velocidade presente nos novos processadores da IBM traz uma vantagem adicional ao reduzir os erros de inicialização em vinte e cinco vezes, uma vez que o sistema arranca sempre a partir do estado fundamental. Esta melhoria junta-se a outras técnicas recentes de mitigação de falhas que a marca tem vindo a aperfeiçoar para tornar os resultados matemáticos totalmente fiáveis.
O novo processador utiliza uma arquitectura de rede quadrada onde a maioria dos qubits está ligada aos quatro vizinhos mais próximos, o que representa uma evolução clara face às gerações anteriores. A reinicialização dissipativa pode ser usada não apenas entre circuitos, mas também durante a própria execução, o que traz ganhos de eficiência significativos durante o tempo de funcionamento. Um melhor rendimento significa que o Nighthawk r2 consegue executar mais tarefas dentro da mesma alocação de tempo, uma vitória para os investigadores que já podem aceder a este processador através da plataforma quântica oficial da empresa.
