Em resumo : IBM anuncia Quantum Starling, um sistema quântico em larga escala para 2029, prometendo 20.000 vezes mais operações que máquinas atuais, com base em códigos qLDPC para correção de erros.
A IBM apresentou ontem seu roteiro para o Quantum Starling, um computador quântico em larga escala e tolerante a erros. Este sistema, anunciado como capaz de executar 20.000 vezes mais operações do que as máquinas quânticas atuais, será construído em seu mais novo datacenter quântico localizado em Poughkeepsie, no estado de Nova York.
Previsto para 2029, o Quantum Starling deverá integrar 200 qubits lógicos e permitir a execução de 100 milhões de operações quânticas. Ele constituirá a base do futuro sistema "Blue Jay", que almejará um bilhão de operações graças a 2.000 qubits lógicos.
Um qubit lógico é uma unidade de cálculo construída a partir de vários qubits físicos. Juntos, esses qubits cooperam para armazenar uma informação quântica enquanto corrigem ativamente os erros suscetíveis de perturbar o cálculo. Este mecanismo é essencial, pois os computadores quânticos atuais permanecem limitados tanto pelo baixo número de qubits lógicos disponíveis quanto por uma alta taxa de erro, que dificulta a execução confiável de circuitos complexos.
Para superar este desafio, a IBM baseia-se nos códigos de correção de erros "quantum Low-Density Parity Check" (qLDPC), recentemente destacados na Nature. Esses códigos permitem reduzir em até 90% o número de qubits físicos necessários para a correção de erros, em comparação com as abordagens clássicas, abrindo assim o caminho para uma escala mais realista das arquiteturas quânticas.
Um passo para a vantagem quântica
Graças aos seus processadores Quantum Eagle e Quantum Heron, a IBM demonstrou que seus sistemas quânticos podem executar certas classes de cálculos com uma eficiência superior à dos computadores clássicos.
O desenvolvimento do Quantum Starling se baseará em seus sucessores. A IBM prevê, já para 2025, o lançamento do processador "Quantum Loon", concebido para validar os elementos-chave da arquitetura qLDPC, em particular os "acopladores tipo C", que asseguram conexões de longa distância entre qubits em um mesmo chip.
Em 2026, o processador "Quantum Kookaburra" introduzirá a primeira arquitetura modular completa, associando memória quântica e lógica de cálculo. Esta modularidade será estendida em 2027 com o "Quantum Cockatoo", que utilizará "acopladores tipo L" para interconectar dois módulos Kookaburra de maneira estável. O conjunto prepara a transição para sistemas multiprocessados capazes de executar circuitos quânticos complexos em condições de eficiência energética e integração otimizadas.
Os domínios aplicativos visados incluem a modelagem molecular, a descoberta de novos materiais, a química quântica ou ainda a otimização em larga escala. São campos onde as necessidades de poder de cálculo superam hoje as capacidades das máquinas existentes, e onde a estabilidade dos cálculos requer arquiteturas quânticas verdadeiramente tolerantes a erros.