Pesquisadores das universidades de Oxford e Osaka estabeleceram um novo recorde mundial na computação quântica ao alcançar uma taxa de erro quase zero em operações com qubits. Essa conquista coloca a tecnologia mais perto da viabilidade prática e da escala comercial.
A nova taxa de erro atingida foi de apenas 0,000015% — o equivalente a apenas um erro a cada 6,7 milhões de operações. Esse número representa uma melhora significativa em relação ao recorde anterior, registrado em 2014, e marca um avanço fundamental no controle de qubits, um dos maiores desafios da computação quântica.
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Tecnologia baseada em íons de cálcio
O experimento foi conduzido com íons de cálcio-43 (⁴³Ca⁺) em temperatura ambiente, controlados exclusivamente por micro-ondas — dispensando o uso de lasers complexos. Isso permitiu a construção de um sistema mais estável, compacto e energeticamente eficiente, o que representa um passo importante rumo à miniaturização dos computadores quânticos.
Os pesquisadores também conseguiram blindar o sistema contra interferências externas, aumentando ainda mais a confiabilidade das operações. Segundo os autores, o controle refinado do ambiente permitiu que a taxa de erro fosse reduzida de 0,0001% para 0,000015%.
Esse avanço se soma a outros marcos recentes, como o desenvolvimento de um qubit que quebrou recorde de desempenho, reforçando o ritmo acelerado de evolução na área.
Relevância para o futuro da computação
Essa redução extrema da taxa de erro é considerada essencial para tornar viáveis os computadores quânticos em escala comercial. Com menos erros, menos recursos de correção são necessários, o que se traduz em máquinas menores, mais baratas e com menor consumo de energia.
Apesar disso, os cientistas ressaltam que o novo recorde foi obtido apenas em portas de qubit único. As operações que envolvem dois ou mais qubits — necessárias para cálculos mais complexos — ainda apresentam taxas de erro mais altas, como 1 falha a cada 2.000 operações.
Avanço pode reduzir barreiras técnicas
- Integração com novas tecnologias emergentes: A estabilidade alcançada favorece a integração com inovações paralelas, como chips ópticos de silício e materiais quânticos avançados, ampliando o potencial da computação quântica no longo prazo.
- Redução da necessidade de correção de erros: Com uma taxa de erro extremamente baixa, sistemas quânticos passam a demandar menos mecanismos de correção, o que simplifica o design e melhora a eficiência das operações.
- Facilidade na escalabilidade dos sistemas: A confiabilidade nas operações de qubit único permite que arquiteturas mais complexas sejam construídas com menos redundância, favorecendo a criação de computadores quânticos com maior número de qubits.
- Diminuição de custos operacionais e estruturais: Sistemas com menos camadas de proteção contra erro exigem menos componentes, menos consumo de energia e menos infraestrutura de resfriamento, resultando em economia significativa.
- Maior viabilidade para miniaturização dos dispositivos: O uso de micro-ondas, em vez de lasers e supercondutores, reduz a necessidade de estruturas volumosas e possibilita o desenvolvimento de máquinas mais compactas e portáteis.
- Base sólida para melhorias em operações mais complexas: A conquista em portas de qubit único cria fundamentos importantes para o aprimoramento de portas de dois ou mais qubits, que são essenciais para cálculos complexos em aplicações práticas.
Além disso, outros estudos indicam que a utilidade da computação quântica pode estar a apenas 10 anos de distância, caso o ritmo atual de inovação continue.
Publicação científica e próximos passos
O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters e vem sendo reconhecido por especialistas como uma das demonstrações mais promissoras da confiabilidade quântica em laboratório. Os próximos passos incluem testes com portas de múltiplos qubits e integração com sistemas maiores.
Enquanto gigantes da tecnologia como Google e IBM apostam em arquiteturas com centenas de qubits e chips supercondutores, essa abordagem com íons de cálcio e micro-ondas pode oferecer uma alternativa viável, menos dependente de resfriamento criogênico e mais fácil de miniaturizar.
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Esse tipo de inovação pode se combinar com tecnologias emergentes, como chips de silício que atuam como fontes de luz quântica, apontando para um futuro onde a computação quântica se tornará não apenas viável, mas também onipresente.
Por fim, novos materiais também vêm sendo testados, com propriedades surpreendentes, como os que transformam radicalmente o comportamento de componentes eletrônicos, abrindo caminho para inovações paralelas à evolução dos qubits.
Fonte: livescience