A IBM revelou que nas suas instalações de Yorktown Heights, em Nova Iorque, tem um refrigerador quântico capaz de descer aos 15 milikelvin. Estamos um passo mais próximo do primeiro computador quântico do mundo tolerante a falhas.
A menos que estejamos perto de uma estrela ou num planeta, o espaço é frio. Pode chegar a apenas alguns graus acima do zero absoluto. Mas o recorde do lugar mais frio do Universo não está no espaço.
Está aqui mesmo, na Terra.
Qualquer laboratório que trabalhe com átomos ultrafrios entra na lista dos lugares mais frios do Universo. A poucos graus acima do zero absoluto, a matéria comporta-se de formas fascinantes, e úteis. Por isso, estes laboratórios recorrem regularmente a tecnologia para atingir temperaturas que não ocorrem naturalmente.
A temperatura está relacionada com a energia do movimento dos átomos e das moléculas. No zero absoluto, ou 0 kelvin (-273,15 °C), esse movimento atinge o mínimo permitido pela física.
A temperatura mais baixa alguma vez alcançada foi obtida em laboratório, em Bremen, na Alemanha, em 2018. A equipa QUANTUS chegou aos 38 picokelvin, apenas 38 bilionésimos de kelvin acima do zero absoluto.
Agora, a IBM revelou que nas suas instalações de Yorktown Heights, em Nova Iorque, tem um refrigerador quântico capaz de descer aos 15 milikelvin.
A empresa quer construir, até 2029, o primeiro computador quântico do mundo tolerante a falhas, ou seja, capaz de corrigir os próprios erros quando estes surgem, explica o astrofísico italiano Alfredo Carpineti num artigo no IFLScience.
À medida que um computador quântico aumenta de dimensão, cresce também a probabilidade deste tipo de erro.
É, por isso, necessária uma máquina tolerante a falhas para construir sistemas suficientemente grandes para fazer cálculos que ultrapassem as capacidades até dos supercomputadores clássicos mais poderosos.
Chegar a temperaturas extremamente baixas é uma etapa essencial neste processo: a temperaturas mais baixas há menos energia e menos “ruído” — condições ideais para os frágeis estados quânticos.
Há também menor risco de comportamentos imprevisíveis que introduzam erros.
Os dois primeiros módulos criogénicos deste refrigerador já foram montados e ligados entre si. Primeiro, foram arrefecidos até cerca de 4 kelvin, aproximadamente a temperatura do hélio líquido, em menos de cinco dias. Depois, o sistema foi ainda mais arrefecido, até atingir a escala dos milikelvin.
Essa temperatura é vários milhões de vezes superior ao recorde alcançado pela equipa QUANTUS, mas é suficientemente baixa para que o computador quântico funcione como previsto.
O sistema é modular e poderá ser ampliado no futuro para receber mais chips quânticos e permitir a construção de um computador mais poderoso.
“Levar computadores quânticos tolerantes a falhas às indústrias depende de vários avanços fundamentais”, explicou Jay Gambetta, diretor da IBM Research e IBM Fellow, num comunicado.
“A ligação e o funcionamento bem-sucedidos destes módulos criogénicos representam um grande passo nessa direção e vão acelerar o nosso progresso, juntamente com a inovação contínua em hardware, software e algoritmos quânticos”, acrescenta Gambetta.
Os dispositivos quânticos continuam a despertar enorme interesse pelo seu potencial para representar o próximo grande salto na computação. Mas ainda há obstáculos importantes por resolver.
E o caminho para os ultrapassar passará certamente por temperaturas muito baixas.