A empresa de computação quântica PsiQuantum está a formar uma parceria com o estado de Illinois para construir a maior instalação de computação quântica com sede nos EUA, anunciou a empresa hoje.
A empresa, com sede na Califórnia, afirma que o seu objetivo é albergar um computador quântico com até 1 milhão de bits quânticos, ou qubits, nos próximos 10 anos. Atualmente, os maiores computadores quânticos têm cerca de 1.000 qubits.
Os computadores quânticos prometem realizar uma vasta gama de tarefas, desde a descoberta de medicamentos até à criptografia, a velocidades recorde. As empresas estão a utilizar diferentes abordagens para construir os sistemas e a trabalhar arduamente para os expandir. Tanto o Google como a IBM, por exemplo, fabricam os qubits com material supercondutor. A IonQ cria qubits aprisionando iões através de campos electromagnéticos. A PsiQuantum está a criar qubits a partir de fotões.
Uma grande vantagem da computação quântica fotónica é a capacidade de operar a temperaturas mais elevadas do que os sistemas supercondutores. “Os fotões não sentem calor e não sentem interferência electromagnética”, diz Pete Shadbolt, cofundador e diretor científico da PsiQuantum. Esta imperturbabilidade torna a tecnologia mais fácil e mais barata de testar em laboratório, afirma Shadbolt.
Reduz também os requisitos de arrefecimento, o que deverá tornar a tecnologia mais eficiente em termos energéticos e mais fácil de expandir. O computador da PsiQuantum não pode ser operado à temperatura ambiente, pois necessita de detectores supercondutores para localizar fotões e realizar a correção de erros. Mas esses sensores só precisam de ser arrefecidos a alguns graus Kelvin, ou pouco menos de –450ºF. Embora essa seja uma temperatura fria, ainda é mais fácil de atingir do que a necessária para sistemas supercondutores, que exigem arrefecimento criogénico.
A empresa optou por não construir computadores quânticos em pequena escala (como o Condor da IBM, que utiliza pouco mais de 1.100 qubits). Em vez disso, o seu objetivo é fabricar e testar o que chama de “sistemas intermédios”. Estes sistemas incluem chips, gabinetes e detectores de fotões supercondutores. A PsiQuantum afirma que o seu alvo são esses sistemas de maior escala, em parte porque os dispositivos menores não conseguem corrigir adequadamente os erros e operar a um preço realista.
Fazer com que sistemas de menor escala realizem um trabalho útil tem sido uma área de pesquisa ativa. Mas “apenas nos últimos anos, vimos as pessoas despertarem para o facto de que os sistemas pequenos não serão úteis”, diz Shadbolt. Para corrigir adequadamente os erros inevitáveis, ele diz, “é necessário construir um sistema grande com cerca de um milhão de qubits”. A abordagem economiza recursos, diz ele, porque a empresa não gasta tempo a montar sistemas menores. No entanto, o facto de não os utilizar torna a tecnologia da PsiQuantum difícil de comparar com o que já existe no mercado.
A empresa não revelará detalhes sobre o cronograma exato do projeto em Illinois, que incluirá uma colaboração com a Universidade de Chicago e várias outras universidades de Illinois. A empresa diz que espera iniciar a construção de uma instalação semelhante em Brisbane, na Austrália, no próximo ano, e espera que essa instalação, que albergará o seu próprio computador quântico de grande escala, esteja totalmente operacional até 2027. “Esperamos que Chicago siga o mesmo caminho em termos de operacionalidade do local”, disse a empresa em comunicado.
“É tudo ou nada [com o PsiQuantum], o que não significa que seja inválido”, diz Christopher Monroe, cientista da computação da Universidade de Duke e ex-funcionário da IonQ. “É apenas difícil medir o progresso ao longo do caminho; por isso, é um tipo de investimento muito arriscado.”
Há obstáculos significativos pela frente. A construção da infraestrutura para esta instalação, especialmente para o sistema de arrefecimento, será o aspecto mais lento e mais caro da construção. E quando a instalação for finalmente construída, será necessário aprimorar os algoritmos quânticos executados nos computadores. Shadbolt diz que os algoritmos atuais são muito caros e consomem muitos recursos.
A complexidade do projeto de construção pode parecer assustadora. “Este pode ser o sistema eletrónico óptico quântico mais complexo que os seres humanos já construíram, e isso é difícil”, diz Shadbolt. “Nós confortamo-nos com o facto de que ele se assemelha a um supercomputador ou a um centro de dados, e estamos a construí-lo utilizando as mesmas fábricas, os mesmos fabricantes contratados e os mesmos engenheiros.”
Sarah Ward