Correção de erros quânticos é fundamental para trazer a computação quântica para a realidade comercial

Segundo o Gartner, até 2025, 40% das grandes empresas executarão iniciativas de computação quântica

Os resultados dos processamentos quânticos são pouco confiáveis em comparação com a computação clássica, o que é um desafio para se tornar uma realidade comercial. Isso porque os qubits – a unidade básica de informação usada na computação quântica – são incrivelmente frágeis, e seus resultados podem ser distorcidos pelos ruídos no ambiente. Sendo assim, ela deverá continuar a amadurecer e cada vez mais iremos sentir o uso crescente da tecnologia na próxima década.

A computação quântica deve se transformar em realidade em escala comercial. Segundo a McKinsey, até 2028, os investimentos realizados pelos governos e empresas na área da computação quântica atingirão US$ 4 trilhões. Já a consultoria Gartner afirma que 40% das grandes empresas executarão iniciativas de computação quântica até 2025.

Segundo Nilton Hayashi, diretor de Business Operations da Fujitsu do Brasil, à medida em que a computação quântica se torna mais sofisticada, a correção de erros quânticos desempenhará um papel cada vez mais crítico e importante na melhoria de sua utilização. “Ela usa a mecânica quântica para resolver problemas massivamente complexos, além do alcance dos computadores clássicos de hoje e estimamos um impacto cada vez maior em áreas como logística, indústrias químicas e farmacêutica, e em operações de extrema complexidade do sistema financeiro, por exemplo”, avalia Hayashi.

Precisão de resultados X margem de erros

Conforme o número de qubits nos computadores quânticos de hoje continua a aumentar e, consequentemente, o número de etapas computacionais que esses sistemas são capazes, cresce também o risco de erro. Falamos de “fidelidade”, que é o grau de confiança nas operações de qubit. Embora os dispositivos quânticos que se encontram disponíveis hoje tenham o potencial de realizar cálculos além do alcance dos computadores clássicos, ainda não são avançados o suficiente para fornecer resultados totalmente tolerantes a falhas. Estes são sistemas NISQ – usando a tecnologia Noisy Intermediate-Scale Quantum (Tecnologia Quântica de Escala Ruidosa Intermediária, em tradução livre).

Tecnologia de correção de erros quânticos

Sem uma correção de erros quânticos, Hayashi salienta que os cálculos de computação quântica podem ter um menor grau de precisão – ou seja, quanto maior o número de cálculos, maior a margem de erro. Portanto, o desenvolvimento contínuo da tecnologia de correção de erros quânticos é um fator essencial para tornar a computação quântica comercial uma realidade.

Ao promover a P&D da tecnologia de correção de erros quânticos, também é muito importante criar casos de uso úteis para computadores quânticos com parceiros em vários campos e desenvolver aplicativos quânticos que serão executados em computadores quânticos reais. Entretanto, os erros representam uma barreira significativa para o desenvolvimento de aplicativos.

“É um terreno com grande potencial de exploração. Temos desafios para identificar insights com o volume gigantesco de dados gerados naturalmente. No entanto, com a alta velocidade de processamento, poderemos ter maior controle dos processos, por exemplo, em um “chão de fábrica”, através de uma captura em vídeo 4K e aplicação de Inteligência Artificial em tempo real. Por meio de monitoração ostensiva e análise quântica, será possível aumentar a segurança dos colaboradores, evitar fraudes, mitigar riscos de acidentes de trabalho e investir melhorias de processos antes invisíveis”, explica Hayashi.

Fugaku

O supercomputador Fugaku, desenvolvido em conjunto pela RIKEN e Fujitsu, começou a operar em maio de 2020. Estava originalmente planejado para começar a funcionar em 2021, mas o uso experimental do supercomputador começou antes do previsto para ajudar a combater a COVID-19. A tecnologia também conseguiu concluir uma análise do gene do câncer em menos de um dia; se fosse em um computador comum, o mapeamento levaria meses. O estudo, liderado pela Universidade Médica e Odontológica de Tóquio, tem como objetivo criar terapias no combate à doença.

Um dos grandes desafios do Fugaku é usar os dados sobre emissões de dióxido de carbono para prever com precisão as mudanças climáticas, assim como seus efeitos na população global. Usando dados coletados pelo radar meteorológico do Instituto Nacional de Tecnologia da Informação e Comunicação (NICT), na cidade de Saitama, no Japão, o Fugaku realiza uma previsão das condições climáticas dos próximos 30 minutos a cada 30 segundos, com uma resolução de 500 metros. O computador consegue processar mil simulações simultâneas, entregando um panorama extremamente preciso.