Processadores quânticos fotônicos tornam IA mais rápida e mais ecológica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/06/2025

A classificação de pontos de dados pode ser realizada por meio de um computador quântico fotônico, aumentando a precisão dos métodos convencionais.
[Imagem: Iris Agresti]

Inteligência artificial quântica

Estrela do momento, a inteligência artificial tem um pequeno problema: Ela é intensiva demais em energia.

As alternativas mais procuradas têm sido fazer a inteligência artificial diretamente no hardware ou integrar o aprendizado de máquina diretamente com a computação quântica.

Zhenghao Yin e colegas da Universidade de Viena, na Áustria, e do Politécnico de Milão, na Itália, apostaram nesta última vertente, mais futurística é certo, embora se acreditasse que seu potencial de realização estivesse mais distante no tempo.

A equipe demonstrou agora que mesmo os computadores quânticos de pequena escala disponíveis hoje já podem aumentar o desempenho de algoritmos de aprendizado de máquina.

E com um detalhe: A equipe avaliou sua proposta de "aprendizado de máquina quântico" usando uma das plataformas de computação quântica também mais futurísticas, com maior potencial de economizar energia e de fazer tudo muito mais rápido: A computação quântica óptica, ou seja, usando luz.

Implementação do kernel quântico fotônico.
[Imagem: Zhenghao Yin et al. - 10.1038/s41566-025-01682-5]

Ganho da computação fotônica

O hardware usado pela equipe é um circuito neural fotônico que já prometia unir a IA com a computação quântica. Ele foi então utilizado para rodar um algoritmo quântico de aprendizado de máquina, desenvolvido pela empresa Quantinuum, a mesma associada com a Microsoft em um processador quântico apresentado como "revolucionário" no início deste ano.

O objetivo era classificar pontos de dados usando o processador quântico fotônico para mensurar a contribuição dos efeitos quânticos, para tentar entender melhor a vantagem deste em relação aos computadores clássicos, uma questão conhecida como supremacia quântica.

O experimento mostrou que mesmo processadores quânticos de pequeno porte já podem ter um desempenho melhor do que os algoritmos convencionais. "Descobrimos que, para tarefas específicas, nosso algoritmo comete menos erros do que seu equivalente clássico," disse o professor Philip Walther, líder do projeto. "Isso implica que os computadores quânticos existentes podem apresentar bom desempenho sem necessariamente ir além da tecnologia de ponta," acrescentou Yin.

Como esperado, a demonstração confirmou que as plataformas fotônicas podem consumir muito menos energia em comparação com os computadores convencionais. "Isso pode ser crucial no futuro, visto que algoritmos de aprendizado de máquina estão se tornando inviáveis devido às altas demandas de energia," disse a pesquisadora Iris Agresti.

O resultado tem impacto tanto na computação quântica, ao identificar tarefas que se beneficiam dos efeitos quânticos, quanto na computação padrão, inspirando o desenvolvimento de novos algoritmos inspirados em arquiteturas quânticas, alcançando melhor desempenho e reduzindo o consumo de energia também na computação eletrônica.

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