A IBM revelou nesta terça-feira (10) o Starling, seu sistema de computação quântica projetado para executar cálculos complexos com alta confiabilidade, utilizando 200 qubits lógicos para alcançar um marco que deverá superar os métodos de computação clássica.
A previsão é que Starling esteja disponível em 2029 no Data Center da empresa em Poughkeepsie, NY.
O que traz Starling e por que isso importa
- Capacidade de executar 100 milhões de operações quânticas sem erro, com 200 qubits lógicos.
- Aplicação da correção de erros por códigos LDPC (low-density parity check), que reduzem drasticamente o número de qubits físicos necessários comparado aos códigos de superfície tradicionais.
- Segundo Jay Gambetta, vice‑presidente da divisão quântica da IBM: “Agora é um grande desafio de engenharia, não de Ciência.”
A combinação de circuitos quânticos robustos e correção de erros automática, portanto, alcança um avanço substancial rumo à computação prática e em larga escala.
Roadmap de desenvolvimento
A IBM detalhou a sequência de processadores que pavimentam o caminho até Starling:
| Ano | Processador / Estágio | Objetivo |
|---|---|---|
| 2025 | Loon – implementação dos elementos de conexão LDPC | Testar alta conectividade entre qubits |
| 2025–2028 | Nighthawk – 120 qubits físicos em matriz quadrada | Aumentar profundidade de circuitos em ~16× |
| 2026 | Kookaburra – primeiro módulo com memória quântica e lógica | Teste de 12 qubits lógicos codificados, com distância de código 12 ou 18 |
| 2027 | Cockatoo – união de múltiplos módulos | Escalonamento de qubits lógicos via ligação por barramento universal |
| 2029 | Starling – sistema completo com 200 qubits lógicos | Execução de 100 milhões de operações quânticas sem erros |
| 2033 | Blue Jay – até 2.000 qubits lógicos | Evolução de capacidade e complexidade do sistema |
Arquitetura e inovação técnica
- A nova linha de chips integra acopladores de longo alcance (“c‑couplers” e “L‑couplers”) e multilayer packaging para acomodar os códigos LDPC.
- Mudança do padrão “heavy hex” para matriz quadrada, promovendo maior conectividade e menos acoplamento indesejado (“crosstalk”).
- Introdução de decodificadores em hardware clássico (FPGAs) capazes de processar dados de syndromes em tempo real.
- Computação modular: a lógica por trás da nova arquitetura
Computação modular: a lógica por trás da nova arquitetura
O desenvolvimento da arquitetura Starling é uma mudança estratégica. Em vez de simplesmente aumentar o número de qubits físicos, a IBM está criando unidades computacionais autônomas e resistentes a falhas, uma técnica modular que permitirá o escalonamento controlado do sistema.
O código de correção de erros escolhido, bivariate bicycle LDPC, exige uma organização cuidadosa dos qubits em redes de conectividade específicas. Em uma primeira implementação, 144 qubits físicos serão organizados para suportar 12 qubits lógicos, com distância de código 12 — um parâmetro que define a robustez do sistema contra falhas. Há também uma variação com 288 qubits físicos, que eleva a distância para 18, aumentando a proteção contra erros.
A arquitetura modular já estará presente no Kookaburra, previsto para 2026, que atuará como um bloco básico de memória quântica estável.
Cada módulo dedicará um de seus qubits lógicos exclusivamente à tarefa de entanglement com outros módulos, permitindo que a rede de unidades funcione como um processador quântico distribuído
A evolução seguinte, com o Cockatoo, introduz o conceito de unidades completas de computação quântica, capazes de executar algoritmos universais e de se interligarem através de um barramento físico compartilhado — o chamado Universal Bridge.
O Universal Bridge, por sua vez, exigirá um conjunto de cabos de micro-ondas proporcional à distância de código, o que significa, por exemplo, 12 linhas dedicadas para um código de distância 12.
A IBM também está desenvolvendo circuitos de controle compatíveis com temperaturas criogênicas (Cold CMOS), que poderão operar a 4 Kelvin, simplificando o gerenciamento dos módulos dentro dos refrigeradores de diluição.
Impactos esperados
A IBM acredita que Starling abrirá caminho para aplicações práticas em diversas áreas:
- Descoberta de medicamentos, modelagem de materiais, química quântica, e otimização logística e financeira.
- Aumentando a profundidade dos circuitos quânticos em até 20.000 vezes comparado aos sistemas atuais.
- Segundo o CEO Arvind Krishna, será um passo vital para “desafios do mundo real” e desbloqueio de “imensas possibilidades para negócios”.
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Um passo além: a era da engenharia
Quando falamos de computação quântica resistente a erros, como a do futuro Starling, estamos tratando de um salto que poderá impactar áreas muito próximas do nosso cotidiano. Por exemplo:
- Novos medicamentos e tratamentos personalizados: a química quântica permitirá simular interações moleculares de forma que nem os supercomputadores atuais conseguem. Isso poderá acelerar o desenvolvimento de remédios mais eficazes e seguros.
- Materiais mais leves e eficientes: imagine baterias que duram semanas, novos materiais ultrarresistentes ou supercondutores operando em temperatura ambiente — todos são cenários que uma computação quântica funcional ajudaria a explorar.
- Segurança digital: os algoritmos que protegem dados bancários e comunicações privadas poderão, um dia, ser quebrados por computadores quânticos. O avanço de arquiteturas como a Starling força governos e empresas a já pensarem em novas formas de criptografia resistentes a quântica.
- Otimização logística e financeira: desde rotas de entrega de produtos até o gerenciamento em tempo real de redes elétricas ou sistemas de transporte público, algoritmos quânticos poderão encontrar soluções que hoje seriam inviáveis para computadores tradicionais.
O que antes era enfrentado em laboratórios de pesquisa agora é encarado como um desafio técnico. Conforme destacou Gambetta:
Queremos construir este equipamento e trabalhar com nossos parceiros em algoritmos, com muita esperança de que seja o futuro da indústria quântica
Jay Gambetta, vice‑presidente da divisão quântica da IBM
Para a IBM, o lançamento de processadores intermediários traz transparência e segurança de trajetória rumo a Starling e lançamentos futuros.
