Por You Yi, Diário do Povo
Recentemente, uma equipe de pesquisa composta por acadêmicos como Pan Jianwei e Lu Chaoyang da Universidade de Ciência e Tecnologia da China cooperou com o Instituto de Microsistemas e Tecnologia da Informação de Shanghai, da Academia Chinesa de Ciências, e o Centro Nacional de Pesquisa de Engenharia e Tecnologia da Computação Paralela para construir um protótipo de computador quântico de 76 fótons, “Jiuzhang".
Para calcular o problema de amostragem gaussiana de bósons (GBS, na sigla em inglês), "Jiuzhang", processa 50 milhões de amostras em 200 segundos, enquanto o supercomputador mais rápido do mundo precisa de 600 milhões de anos. Esta é a primeira vez que a China atinge a "superioridade quântica", fazendo da China o segundo país do mundo a realizar este feito, segundo publicou a revista “Science” em 4 de dezembro.
A "superioridade da computação quântica" refere-se ao computador quântico como uma coisa nova uma vez que seu poder computacional num determinado problema supera o computador tradicional mais potente. A computação quântica cruza o futuro em muitos aspectos, transcendendo o limiar dos computadores tradicionais.
"Usar dispositivos quânticos para resolver problemas cada vez mais complexos e incorporar vantagens quânticas é uma das questões mais importantes na fronteira da ciência quântica", segundo Peter Zoller, membro da Academia Americana de Ciências, vencedor do Prêmio Wolf e da Medalha Dirac, o nível da pesquisa da equipe de Pan Jianwei elevou a computação a um novo patamar em termos de tamanho e escalabilidade dos sistemas quânticos e as perspectivas de aplicações práticas.
“Na era do Big Data, a quantidade de dados globais está aumentando exponencialmente, dobrando a cada dois anos. Se uma grande quantidade de dados não for extraída, não fará sentido”, disse Pan Jianwei.
Atualmente, o modelo de desenvolvimento tradicional de computadores é limitado e os supercomputadores consomem grandes quantidades de energia. Na visão de Pan Jianwei, a importância do "Jiuzhang" é melhorar a capacidade da computação sem que haja aumento no consumo de energia.
Neste momento, o desenvolvimento de computadores quânticos se tornou um dos maiores desafios na vanguarda da ciência e tecnologia mundial e é o foco da competição global. No ano passado, o Google lançou um novo chip supercondutor, Sycamore, com 53 qubits.
A eficiência computacional de um algoritmo matemático excedeu em muito a do supercomputador mais rápido do mundo na época e foi o primeiro a registrar a "superioridade quântica".
No entanto, o "Jiuzhang" também realiza a solução rápida da tarefa de amostragem gaussiana de bósons".
De acordo com Lu Chaoyang, em comparação com o "Sycamore", o "Jiuzhang" têm três vantagens principais: maior velocidade de cálculo, maior adaptabilidade ambiental e superação de lacunas técnicas.
"Sycamore" é o mais rápido em supercálculo apenas numa amostra curta, e "Jiuzhang" supera o supercálculo tanto na amostra curta quanto na extensa.
Hoje em dia, o algoritmo de amostragem gaussiana de bósons baseado em "Jiuzhang" tem aplicações potenciais nos campos da teoria dos grafos, aprendizado de máquina, química quântica, etc., e será uma direção importante para o desenvolvimento subsequente.
A equipe de Pan Jianwei afirmou que, embora "Jiuzhang" tenha um poder de computação incrível, representa apenas um marco na primeira fase da computação quântica.
"Espero que, ao longo de 15 a 20 anos de trabalho, um computador quântico universal possa ser desenvolvido para resolver problemas muito abrangentes em criptoanálise, previsão do tempo e design de medicamentos", disse Pan Jianwei.
Segundo avaliou a revista "Science", trata-se do " mais avançado experimento", "uma grande conquista". O experimento de "superioridade quântica" não é um trabalho noturno, mas uma competição entre algoritmos clássicos mais rápidos e hardwares da computação quântica.
O paralelismo quântico produzirá um poder de computação inigualável comparados aos computadores clássicos. A equipe de Pan Jianwei espera que este trabalho possa inspirar mais pesquisas na simulação de algoritmos clássicos.
