Hoje, no Fórum para Tecnologias Futuras na Rússia, O presidente Vladimir Putin foi mostrado através do estado atual do país em computação quântica – e pode ser mais desenvolvido do que muitos acreditariam inicialmente. A Rosatom, a Corporação Estatal Russa de Energia Nuclear que é o principal órgão governamental responsável por coordenar os esforços nacionais relacionados à inovação tecnológica, apresentou o que diz ser um computador quântico baseado em íons presos de 16 qubits. E de acordo com o próprio comunicado de imprensa da Rosatom sobre o assunto, eles já executaram cálculos úteis de simulação de moléculas nele. Diz-se que o processador russo usa a mesma tecnologia de recozimento quântico que tem se mostrado extremamente útil para aplicações militares.
Há muito o que digerir aqui, supondo que não tenhamos outra situação “quântica, mas não realmente” em nossas mãos – uma que reflita a recente tentativa do Irã de iluminar suas capacidades de computação quântica que, divertidamente, saiu pela culatra. (Talvez alguém no Irã devesse ter lido nosso artigo “O que é computação quântica”.)
Desenvolvido pelo Instituto de Física Lebedev da Rússia da Academia Russa de Ciências (LPI) e pelo Centro Quântico Russo, o computador quântico parece fazer uso de qubits de íons presos com fotônica integrada – uma abordagem alavancada por empresas de computação quântica de renome, como a Quantinuum (a filha gerada pela fusão da Honeywell e da Cambridge Quantum) e a IonQ para obter maior escalabilidade de contagem de qubits e, ao mesmo tempo, reduzir o impacto do ruído. Na computação quântica, o ruído refere-se a mudanças no ambiente dos qubits (como vibrações, interferência eletromagnética, temperatura e outros) que destroem as capacidades de processamento dos qubits ao colapsar o emaranhamento e o estado dos qubits (e, como tal, as informações que eles estavam processando também).
A pressão da Rosatom pelos avanços quânticos da Rússia começou pelo menos a partir de 7 de novembro de 2019, quando lançou o programa da Rússia para o desenvolvimento de computação quântica e soluções algorítmicas. Apenas um ano depois, a Rússia anunciou um investimento de cerca de US$ 790 milhões nas capacidades de computação quântica do país, cobrindo o financiamento da pesquisa quântica pelos próximos cinco anos. Mais recentemente, já em fevereiro de 2022, a ROSATOM anunciou a criação do Laboratório Quântico Nacional (NQL), que visa consolidar o conhecimento quântico nacional dentro de um mesmo tetocom equipes vindas de várias entidades estatais e privadas em toda a Rússia (e algumas contribuições de especialistas estrangeiros também).
Todo esse trabalho e a demonstração de computador quântico de hoje, no entanto, começaram muito antes de 2019. Ilya Semerikov, pesquisador do Laboratório LPI de Óptica de Sistemas Quânticos Complexos, explicou que o trabalho com íons aprisionados começou em 2015. roteiro de computação como uma possível tecnologia a ser explorada.
“Houve uma grande discussão sobre a possibilidade de incluir nossa plataforma de íons nela [Rosatom’s quantum plan]. E sou grato a Rosatom, que acreditou em nós naquela época”, enfatizou Ilya Semerikov. Segundo Rosatom, os cientistas vivem no laboratório há mais de três anos até a entrega de hoje. “Nosso computador quântico, que é importante, já está fazendo coisas úteis – modelando moléculas e não fazendo abstração científica”, disse Ilya Semerikov.
Rosatom cita uma piada de Vladimir Putin dizendo que “o principal é que os participantes não se aposentem” (tradução automática). Então, talvez os cientistas que estão presos em seus laboratórios por quase três anos não sejam do nada.
Esses sacrifícios aparentemente valeram a pena, pelo menos de acordo com o comunicado de imprensa da Rosatom. Mas parece que o computador quântico apresentado na Rússia não é construído com a mesma influência das Unidades de Processamento Quântico (QPUs) da IBM, que já atingiram uma contagem de 127 qubits, apesar de estarem no portão quântico e na classe de qubits supercondutores. Em vez disso, parece que o computador quântico demonstrado pela Rosatom é do tipo de recozimento quântico. Esses computadores quânticos não oferecem a mesma flexibilidade ou desempenho geral que suas contrapartes baseadas em gate, portanto, não resolverão a equação da “vantagem quântica” tão cedo.
Mas … sistemas de recozimento quântico como esses já estão fornecendo resultados fora do laboratório, pois são muito mais fáceis de dimensionar enquanto estão extremamente focados no que tentam fazer: resolver problemas de otimização como o problema de 3.854 variáveis da BMW, resolvido pela QCI (Quantum Computing Inc.) em um sistema de recozimento quântico.
O recozimento quântico explora um princípio físico bem conhecido: os sistemas preferem permanecer em sua configuração de energia mais baixa possível. Felizmente, isso mapeia perfeitamente os problemas de otimização que buscam encontrar a solução ótima entre várias soluções possíveis, como o melhor solução é essencialmente aquele com o menor gasto energético. Aqui, D-Wave mostra sua tecnologia de recozimento quântico encontrando a melhor solução militar para defender Honolulu. O programa executou 67 milhões de possibilidades e excluiu sessenta e seis mil, novecentas e noventa e nove outras – em apenas 13 segundos.
As soluções de otimização são o fruto mais fácil do quantum, mas também são altamente valiosas: não há empresa, estado ou exército que diga não à possibilidade de otimizar a alocação de recursos, design de produto, logística e… Bem, qualquer coisa que se ofereça a uma série de soluções possíveis. E devido ao número de variáveis, um supercomputador padrão linear levaria um tempo impraticavelmente longo para filtrar todas elas.
Talvez não seja uma coincidência que o computador quântico apresentado na Rússia (apesar de possuir apenas 16 qubits) seja do tipo de recozimento quântico. Não é apenas a fruta mais baixa (mesmo que a árvore quântica seja excessivamente alta); é também aquele que pode trazer o retorno mais rápido na otimização de soluções que são especialmente impactantes no campo de batalha. Considerando a duração, o horror e as despesas da guerra Rússia-Ucrânia (que não tem fim à vista), a Rússia priorizar as otimizações não parece tão exagerada. Será?