Os cientistas têm várias preocupações relacionadas com o potencial dos computadores quânticos e o progresso neste campo tem sido muito lento. Recentemente, um dos obstáculos pode ter sido reduzido por um estudante de Física da Universidade de Sydney, na Austrália.
A computação quântica é prejudicada pelo número de erros gerados no processo de cálculo. Apesar de poderem ser reduzidos, os erros não podem ser eliminados, o que exige técnicas para os identificar e corrigir.
“No segundo ano de Física, pediram-me para examinar alguns códigos de correção de erros comummente usados para ver se poderíamos melhorá-los. Ao inverter metade dos interruptores quânticos, ou qubits, descobrimos que poderíamos efetivamente duplicar a nossa capacidade de suprimir erros”, contou Pablo Bonilla Ataides em comunicado.
Ben Brown, autor do artigo científico publicado na Nature Communications, explicou ao IFL Science que “é impossível tornar os qubits perfeitos” porque, para isso, precisariam de operar em temperaturas de zero absoluto. Além disso, salientou, “há sempre erros com equipamentos de laboratório”.
O trabalho de Pablo Bonilla Ataides baseou-se no ajuste de alguns códigos de computação para duplicar a capacidade de corrigir erros nas máquinas quânticas que estão atualmente a ser projetadas no setor da tecnologia.
Os resultados da investigação farão parte do arsenal de técnicas de correção de erros da Amazon Web Services (AWS) à medida que desenvolve o seu hardware quântico.
A mudança simples, mas engenhosa no código de correção de erros quânticos chamou a atenção de investigadores do AWS Center for Quantum Computing, em Pasadena, na Califórnia, e dos programas de tecnologia quântica da Yale University e Duke University, nos Estados Unidos.
Erros quânticos
Para as máquinas quânticas funcionarem, os cientistas precisam de produzir um grande número de qubits de alta qualidade. Para isso, precisam de melhorar as máquinas para que sejam menos ruidosas, além de suprimir erros de qubit.
Os erros quânticos podem ocorrer quando o qubit inverte o seu eixo – um fenómeno a que os cientistas chamam de erro X – ou na fase de onda – erro Z. Já o erro Y é a combinação de erros de inversão (X) e de fase (Z).
No seu trabalho, Bonilla realinhou cada segunda parte do código de erro. O código é projetado para funcionar numa rede bidimensional de qubits conectados e é chamado de código de superfície.
Se compararmos o código de superfície a um tabuleiro de xadrez, podemos imaginar que os quadrados pretos foram designados para detetar os erros Z e os quadrados brancos para detetar os erros X.
No entanto, os erros Z são muito mais comuns e, por isso, muito do poder de correção de erros acaba por ser desperdiçado na busca por erros X (menos comuns).
Em vez de fazer com que os “quadrados de xadrez” alternem entre erros ZZZZ para XXXX, o novo código inverte metade dos interruptores quânticos de modo a que cada quadrado procure os dois tipos de erros.
Este novo código é conhecido como código XZZX, refletindo assim o “redesenho” do código de superfície.
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