Cientistas da China fizeram um progresso significativo em um dos principais desafios enfrentados pela computação quântica: a transmissão rápida e precisa de informações dentro de um computador quântico. Testes realizados em um computador quântico supercondutor, desenvolvido no país, demonstraram uma taxa de eficiência de transmissão que chegou a 98% utilizando um único roteador quântico.
Este projeto foi conduzido por várias equipes de pesquisa e está integrado ao Origin Wukong, um computador quântico supercondutor de terceira geração criado pela empresa Origin Quantum Computing Technology.
Para compreender a relevância desse avanço, é útil comparar com um computador tradicional. Em sistemas convencionais, quando um software necessita acessar uma informação específica, ele utiliza uma memória que localiza o dado e o encaminha para o local correto. Na computação quântica, essa função é desempenhada por uma estrutura chamada memória de acesso aleatório quântica (QRAM).
A QRAM é fundamental para diversas aplicações, como buscas quânticas e aprendizado de máquina quântico. O seu funcionamento depende da presença de roteadores que recebem instruções de endereço e redirecionam as informações para os destinos apropriados.
Entretanto, à medida que o sistema se expande, surgem dificuldades. Em arquiteturas tradicionais, cada novo ponto na rede requer múltiplas operações quânticas. Com o aumento dessas operações, aumenta também a profundidade do circuito e a probabilidade de ocorrerem erros durante o processamento.
Os cientistas desenvolveram um sistema coeso de roteamento quântico com base em uma arquitetura conhecida como “bucket-brigade” e criaram três roteadores quânticos independentes, além de estabelecer uma rede de roteamento com duas camadas diretamente no Origin Wukong.
Durante os testes, foi observado que um único roteador alcançou uma eficiência de transmissão superior a 98%. Ao utilizar a rede em duas camadas, a eficiência geral registrada foi de 93%. Nos testes relacionados ao acesso aleatório, a fidelidade média — um parâmetro que indica quanto os resultados obtidos se aproximam dos esperados — atingiu 94,8% para um roteador e 82,4% para a rede com duas camadas.
Tian Feng, ex-diretor do Instituto de Pesquisa da Indústria de Inteligência da SenseTime, enfatizou que a relevância desse resultado vai além do índice de 98%, pois também implica na possibilidade de simplificar as operações e minimizar a acumulação de erros.
A abordagem adotada também se utiliza de diferentes níveis energéticos dos qubits supercondutores, ao invés de depender unicamente da adição de novos qubits físicos. Essa estratégia pode ajudar a mitigar algumas das dificuldades associadas ao controle e calibração dos sistemas.
No entanto, Tian alertou que esses resultados não significam que redes QRAM complexas estão prontas para comercialização. Desafios como controle de erros, estabilidade dos equipamentos e custos permanecem relevantes à medida que os sistemas se tornam mais abrangentes.
