Desmentida supremacia do computador quântico do Google

Redação do Site Inovação Tecnológica - 03/08/2022

Depois do Google, as últimas alegações de supremacia quântica vêm dos processadores quânticos de luz.
[Imagem: Han-Sen Zhong et al. - 10.1103/PhysRevLett.127.180502]

Supremacia clássica

Cientistas chineses desmentiram a supremacia quântica alegada pelo Google três anos atrás.

Em 2019, pesquisadores da empresa anunciaram que seu processador quântico, chamado Sycamore, resolveu um problema que o melhor supercomputador eletrônico da atualidade levaria 10.000 anos para resolver.

Não era um problema prático, mas um cálculo projetado para ser o mais fácil possível para o processador quântico e o mais difícil possível de ser implementado em um computador eletrônico convencional.

O objetivo da demonstração era atingir a chamada supremacia quântica, o ponto a partir do qual os processadores quânticos superam definitivamente os processadores eletrônicos clássicos, solucionando problemas que não podem ser solucionados com a tecnologia baseada na eletrônica em um tempo prático - a possibilidade de solução existe, mas ela é exponencialmente mais rápida em um processador quântico.

Não troque o computador, melhore o algoritmo

Agora, porém, um trio de estatísticos e programadores do Instituto de Física Teórica de Pequim resolveu o mesmo problema em um computador comum em apenas 15 horas.

Tudo o que a equipe precisou fazer foi otimizar o algoritmo usado pela equipe do Google, reformulando-o na forma de uma matriz matemática 3D chamada rede tensora, formada por 20 camadas, uma para cada ciclo de portas, e cada camada composta por 53 pontos, um para cada qubit do processador quântico.

"O tempo computacional estimado pelo Google baseia-se em um algoritmo clássico específico, o Algoritmo de Schrödinger-Feynman, em vez de um limite teórico que se aplique a todos os algoritmos possíveis. Então, em princípio, podem existir algoritmos que rodem muito melhor do que o algoritmo usado pelo Google, rejeitando a alegação de supremacia quântica," escreveu a equipe.

Representação pictórica da rede tensorial tridimensional correspondente ao circuito quântico Sycamore, com n = 53 qubits e m = 20 ciclos. A camada mais à esquerda representa o estado inicial e a camada mais à direita representa o estado final, com os círculos vermelhos representando 53 qubits no leiaute bidimensional.
[Imagem: Feng Pan et al. - 10.48550/arXiv.2111.03011 ]

10.000 anos viram segundos

A equipe também não usou nem de perto o melhor supercomputador da atualidade: Feng Pan e seus colegas usaram um cluster computacional com 512 GPUs.

De fato, se rodar em um supercomputador, o algoritmo pode derrotar diretamente o código quântico.

"Se nosso algoritmo puder ser implementado com alta eficiência em um supercomputador moderno, com desempenho ExaFLOPS, estimamos que, idealmente, a simulação levaria algumas dezenas de segundos, o que é mais rápido do que o hardware quântico do Google," escreveu a equipe.

• Supremacia quântica demonstrada em dois processadores quânticos diferentes

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