O processador quântico Nighthawk r2, da IBM, realizou em 19 segundos uma tarefa que pesquisadores estimam que levaria cerca de 110 anos em um supercomputador. O experimento foi conduzido pela plataforma de computação quântica em nuvem da empresa e ainda não passou por revisão por pares. O estudo está disponível no arXiv.
O teste usou a amostragem de circuito aleatório (RCS), técnica empregada para avaliar possíveis vantagens dos computadores quânticos em relação às máquinas tradicionais. O Nighthawk r2 tem 120 qubits, unidades básicas de informação quântica. Para a experiência, os pesquisadores selecionaram 61 qubits e executaram circuitos aleatórios com complexidade crescente, chegando a 40 ciclos de operações.
O melhor resultado ocorreu na configuração de 36 ciclos. Nesse caso, o circuito utilizou 918 portas de dois qubits, operações que alteram e combinam os estados dessas unidades. O processador produziu 1 milhão de amostras em 19 segundos.
Como a comparação foi calculada
A estimativa de 110 anos não veio da execução direta do mesmo programa em um supercomputador. Como essa reprodução seria impraticável, a equipe aplicou a técnica de contração de redes tensoriais para calcular o trabalho necessário a um computador tradicional para simular o comportamento do processador quântico.
O cálculo apontou a necessidade de aproximadamente 1,2 × 10²⁷ operações computacionais para reproduzir as 1 milhão de amostras. Com uma estimativa mais conservadora do desempenho sustentado do Frontier, os pesquisadores chegaram ao período de cerca de 110 anos de processamento.
A comparação depende do método usado na simulação e não estabelece um limite definitivo para a computação clássica. Os pesquisadores também reconhecem que algoritmos mais eficientes podem reduzir o trabalho necessário para reproduzir o experimento.
Dados foram disponibilizados
A equipe não utilizou um equipamento experimental calibrado especificamente para a pesquisa. O teste foi feito com o fluxo padrão da plataforma de computação quântica em nuvem da IBM, sem calibração específica. Os autores disponibilizaram os circuitos usados, as amostras produzidas e o código de análise, permitindo que outros usuários testem os resultados.
O resultado indica uma vantagem substancial do processador quântico nessa avaliação de desempenho, mas não significa que computadores clássicos jamais poderão acompanhar o Nighthawk r2. As conclusões ainda estão sujeitas à análise da comunidade científica durante o processo de revisão por pares.
