A Amazon Web Services (AWS) revelou hoje o Ocelot, um chip de computação quântica inovador que promete revolucionar o campo da correcção de erros quânticos. Este avanço, desenvolvido no AWS Center for Quantum Computing no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), representa um passo crucial na construção de computadores quânticos tolerantes a falhas, capazes de resolver problemas complexos que estão além do alcance dos computadores clássicos.
Redução do ruído quântico
Os computadores quânticos distinguem-se dos computadores clássicos pela sua unidade básica de informação: o qubit. Enquanto os computadores clássicos usam bits, representados por 0 ou 1, os computadores quânticos utilizam qubits, que podem ser partículas elementares como electrões ou fotões. Através da manipulação do estado quântico do qubit, é possível que este esteja simultaneamente nos estados 0 e 1, um fenómeno conhecido como superposição. Esta propriedade, em conjunto com o entrelaçamento quântico, permite que os computadores quânticos processem informação de forma exponencialmente mais rápida que os computadores clássicos.
No entanto, a computação quântica enfrenta um desafio significativo: o ruído quântico. Os qubits são extremamente sensíveis a perturbações ambientais como vibrações, calor e radiação, o que pode levar a erros nos cálculos.
A correcção de erros quânticos é crucial para a construção de computadores quânticos fiáveis. Esta técnica envolve a codificação da informação quântica em múltiplos qubits, permitindo a detecção e a correcção dos erros. Contudo, este processo requer um grande número de qubits, o que aumenta os custos do hardware.
Uma nova abordagem à correcção de erros
O Ocelot destaca-se pela sua arquitectura, projectada para optimizar a correcção de erros quânticos. O chip utiliza ‘cat qubits’, inspirados na experiência mental do Gato de Schrödinger, que suprimem naturalmente certos tipos de erros, reduzindo a necessidade de recursos adicionais para correcção.
“Acreditamos que a correcção de erros quânticos é a chave para tornar os computadores quânticos práticos”, afirma Oskar Painter, Head of Quantum Hardware da AWS. “Com o Ocelot, a correcção de erros foi o nosso foco principal desde o início.”
A equipa de Painter estima que o Ocelot poderá reduzir em até 90% os recursos necessários para a correcção de erros quânticos, em comparação com as abordagens convencionais.
Detalhes Técnicos
O Ocelot é um protótipo de pequena escala, consistindo em dois microchips de silício empilhados e interligados. Os seus circuitos quânticos são compostos por 14 elementos principais, incluindo 5 ‘cat qubits’, 5 circuitos de estabilização e 4 qubits de detecção de erros.
Os ‘cat qubits’ armazenam os estados quânticos e utilizam osciladores de tântalo para gerar sinais eléctricos estáveis. A AWS desenvolveu um processo para melhorar o desempenho do tântalo nos microchips.
O Ocelot representa um passo promissor na evolução da computação quântica. Embora ainda seja um protótipo, de acordo com a Amazon, os resultados dos testes iniciais são encorajadores.
A AWS planeia continuar a desenvolver o Ocelot, com o objectivo de construir computadores quânticos capazes de revolucionar áreas como a medicina, a ciência dos materiais e a inteligência artificial.
