Um grupo de cientistas chineses fez um progresso significativo em um dos obstáculos da computação quântica: a transmissão eficiente e precisa de informações dentro de um computador quântico. Em experimentos realizados com um computador quântico supercondutor, desenvolvido na China, foi observada uma taxa de eficiência de até 98% em um único roteador quântico.
A pesquisa foi conduzida por diversas equipes e incorporada ao Origin Wukong, um computador quântico supercondutor de terceira geração criado pela Origin Quantum Computing Technology, uma empresa chinesa.
Para compreender a relevância dessa descoberta, é útil fazer uma analogia com computadores tradicionais. Quando um aplicativo precisa acessar algum dado específico, um sistema de memória realiza a busca e direciona a informação para o local apropriado. Na esfera da computação quântica, essa função é desempenhada por uma estrutura chamada memória de acesso aleatório quântica, ou QRAM.
A QRAM é crucial para áreas como buscas quânticas e aprendizado de máquina quântico. Seu funcionamento depende da existência de roteadores que recebem instruções de endereço e conduzem os dados ao destino desejado.
Entretanto, surgem dificuldades à medida que o sistema se expande. Em arquiteturas convencionais, cada novo ponto na rede requer múltiplas operações quânticas. Com o aumento do número dessas operações, também se eleva a profundidade do circuito e a probabilidade de surgimento de erros durante o processamento.
Os pesquisadores propuseram uma nova abordagem com um sistema de roteamento quântico coerente, fundamentado em uma arquitetura denominada “bucket-brigade”. Eles construíram três roteadores quânticos independentes e estabeleceram uma rede de roteamento em duas camadas diretamente no Origin Wukong.
Durante os testes realizados, um único roteador alcançou uma eficiência de transmissão impressionante de até 98%. Ao utilizar a rede em duas camadas, a eficiência global registrada foi de 93%. Nos testes que avaliaram o acesso aleatório, a fidelidade média — que mede o quanto os resultados obtidos se aproximam dos esperados — atingiu 94,8% para um roteador individual e 82,4% para a rede composta por duas camadas.
Tian Feng, ex-diretor do Instituto de Pesquisa da Indústria de Inteligência da SenseTime, enfatizou que a relevância desse avanço vai além do percentual elevado de 98%. Ele destacou que a redução na complexidade das operações e no acúmulo de erros também são aspectos significativos do resultado.
A metodologia empregada pelos cientistas inclui o uso de diferentes níveis energéticos dos qubits supercondutores, ao invés de depender apenas da adição contínua de novos qubits físicos. Essa abordagem pode facilitar o controle e a calibração dos sistemas envolvidos.
No entanto, Tian alertou que esses resultados não indicam que redes QRAM em larga escala estão prontas para serem comercializadas. O controle de erros, a estabilidade dos dispositivos e os custos permanecem como desafios à medida que as configurações se tornam mais complexas.