O processador quântico Nighthawk r2, da IBM, executou em 19 segundos uma tarefa que levaria cerca de 110 anos em um supercomputador convencional. O chip supercondutor tem 120 qubits e foi usado em um experimento descrito em um preprint disponível no arXiv.
O estudo foi liderado pelo físico teórico de matéria condensada Tigran Sedrakyan, da BlueQubit, nos EUA. A pesquisa é apresentada como a primeira demonstração de vantagem quântica em uma amostragem básica de circuito aleatório.
Como foi o teste
O experimento ocorreu na plataforma de nuvem da IBM, sem equipamento de laboratório sob medida. Os pesquisadores selecionaram 61 qubits e aplicaram circuitos aleatórios com complexidade crescente, chegando a 40 ciclos.
A configuração considerada ideal foi alcançada aos 36 ciclos, com 918 portas de dois qubits. Nesse cenário, o Nighthawk r2 produziu 1 milhão de amostras em 19 segundos, usando o fluxo padrão da plataforma e sem calibração especial para o teste.
A tarefa, chamada RCS, consiste em aplicar operações aleatórias a qubits e medir repetidamente o estado gerado. Os resultados aparecem como sequências de uns e zeros. À medida que aumentam a quantidade de qubits e o número de operações, fica mais difícil calcular, em um computador clássico, a distribuição de probabilidades necessária para reproduzir as amostras.
Comparação com supercomputador
Para estimar o custo da simulação clássica, os pesquisadores usaram a contração de rede de tensores. O método calculou que reproduzir 1 milhão de amostras exigiria cerca de 1,2 × 10²⁷ operações computacionais.
O Frontier, apresentado como o primeiro supercomputador exascale do mundo e o mais rápido até 2024, alcança pico superior a 1 quintilhão (1 × 10¹⁸) de operações por segundo. Com uma estimativa conservadora de desempenho sustentado, o tempo equivalente para o computador clássico seria de aproximadamente 110 anos.
Limites da estimativa
Os próprios pesquisadores afirmam que os 110 anos não são um limite fundamental para a velocidade de computadores clássicos. O número depende do método usado para reproduzir o experimento, e algoritmos mais eficientes podem reduzir o trabalho necessário.
A conclusão apresentada é que o processador quântico avançou de forma substancial nesse benchmark, e não que nenhum computador clássico possa alcançar o mesmo resultado. Os circuitos, as amostras e o código de análise foram liberados para permitir testes independentes.
