O Bitcoin aproxima-se do momento da ‘tirania dos números’ à medida que o hardware quântico evolui

O hardware quântico está saindo da fase de prova de conceito, mas gargalos de engenharia significam que sistemas práticos em grande escala permanecem a décadas de distância.

Resumo

• Seis plataformas quânticas líderes estão a progredir de demonstrações em laboratório para sistemas integrados iniciais, refletindo a era inicial do transistor na computação clássica.
• Escalar para milhões de qubits exige avanços em materiais, fabricação, fiação, criogenia e controlo automatizado para controlar as taxas de erro.
• Os investigadores esperam uma trajetória de várias décadas, com a prontidão variando conforme o caso de uso em computação, redes, deteção e simulação.

A tecnologia quântica entrou numa fase de desenvolvimento crucial semelhante à era inicial dos transistores, de acordo com uma análise conjunta de investigadores de várias instituições.

Cientistas da Universidade de Chicago, MIT, Stanford, Universidade de Innsbruck e Universidade de Tecnologia de Delft avaliaram seis plataformas de hardware quântico líderes no estudo, incluindo qubits supercondutores, íons presos, átomos neutros, defeitos de spin, pontos quânticos semicondutores e qubits fotónicos.

A tecnologia quântica está a sair do laboratório

A revisão documentou o progresso desde experimentos de prova de conceito até sistemas de estágio inicial com aplicações potenciais em computação, comunicação, deteção e simulação, segundo os investigadores.

Aplicações em grande escala, como simulações complexas de química quântica, requerem milhões de qubits físicos e taxas de erro muito além das capacidades atuais, afirmaram os cientistas na análise.

Os principais desafios de engenharia incluem ciência dos materiais, fabricação para dispositivos de produção em massa, fiação e entrega de sinais, gestão de temperatura e controlo automatizado do sistema, de acordo com o relatório.

Os investigadores traçaram paralelos com o problema do “tirano dos números” dos anos 1960 enfrentado na computação inicial, observando a necessidade de estratégias coordenadas de engenharia e de design a nível de sistema.

Os níveis de prontidão tecnológica variam entre plataformas, com qubits supercondutores mostrando a maior prontidão para computação, átomos neutros para simulação, qubits fotónicos para redes e defeitos de spin para deteção, constatou a análise.

Os níveis atuais de prontidão indicam demonstrações iniciais a nível de sistema, em vez de tecnologia totalmente madura, afirmaram os investigadores. O progresso provavelmente seguirá a trajetória histórica da eletrónica clássica, exigindo décadas de inovação incremental e conhecimento científico partilhado antes que sistemas práticos e de escala utilitária se tornem viáveis.