A Atom Computing, uma startup especializada na emergente tecnologia de computação quântica, criou a primeira máquina capaz de superar a marca de 1.000 qubits, superando o recorde da IBM. Esse é um avanço importante para o ramo que se tornou uma área de interesse de gigantes tech, incluindo também o Google e Microsoft.

O protótipo da startup, que está previsto para chegar em sua versão definitiva em 2024, alcançou especificamente a marca de 1.180 qubits, o que é quase três vezes mais que o computador Osprey da IBM, que possui apenas 433 qubits.

Um número elevado de qubits não representa, necessariamente, um maior desempenho de cálculos. Em vez disso, a quantidade está relacionada à estabilidade de um computador quântico, que podem cometer erros devido à imprevisibilidade das partículas subatômicas. Quanto mais qubits, maior pode ser sua estabilidade.

Na área da computação quântica, como seu próprio nome sugere, as máquinas utilizam leis da mecânica quântica para realizar cálculos de forma (teoricamente) mais eficiente que os computadores tradicionais em certos tipos de tarefas. Para isso, os computadores quânticos utilizam uma unidade básica de informação chamada de “qubit”.

Ao contrário dos “bits” com os quais estamos acostumados, os qubits conseguem representar 1 e 0 (sim e não) ao mesmo tempo, graças a um fenômeno chamado de “superposição quântica”, permitindo que cálculos sejam realizados paralelamente. Qubits também podem estar entrelaçados, isto é, variar conforme o estado de outros qubits.

Para conquistar um marco importante para a computação quântica, é necessário entender como o modelo da Atom Computing se difere de máquinas projetadas pelo Google e IBM, por exemplo. No caso das gigantes tecnológicas, os computadores usam fios supercondutores resfriados a temperaturas extremamente baixas para manter seus qubits.

A startup californiana, por sua vez, utiliza átomos neutros “presos” por feixes de laser em uma grade bidimensional que facilita a adição de vários qubits em um espaço limitado. Estima-se que um computador livre de erros precisará de dezenas de milhares de qubits projetados para correção de erros trabalhando junto aos qubits programáveis.

Um computador quântico estável e com suscetibilidade aceitável a erros é chamado de “tolerante a falhas”. Essa característica é primordial para que esse ramo da tecnologia adquira aplicações reais no mercado e represente uma nova era de computação.

“Se escalarmos apenas em dezenas de qubits, como a maioria dos sistemas de íons presos e supercondutores fazem, levará muito tempo para chegar à era 'tolerante a falhas”, disse Rob Hays, CEO da Atom Computing. “Com a aproximação do átomo neutro e a velocidade de escala que temos, seremos capazes de chegar lá muito mais rapidamente.”

Outro diferencial da startup é o uso de átomos do elemento químico itérbio. Enquanto outras companhias utilizam o elétron dos átomos neutros como qubits, Hays e sua equipe adotam uma partícula subatômica presente no núcleo do itérbio — o “spin” — que é muito menos sensível a perturbações do ambiente externo.

Embora o avanço seja notável, ainda é necessário desenvolver novas técnicas que permitam o funcionamento íntegro dessas máquinas. Como exemplo, atualmente, o computador da startup ainda não consegue executar operações de computação em todos os qubits ao mesmo tempo — o que será necessário para máquinas tolerantes a erros.