Supremacia Quântica

Supremacia quântica (também chamada de vantagem quântica) é o marco no qual um computador quântico programável executa uma tarefa específica que nenhum computador clássico prático poderia concluir em um tempo razoável. Em 2019, uma equipe do Google relatou ter alcançado esse marco com um processador de 53 qubit chamado Sicômoro.

A experiência Sycamore

Sycamore usou 53 supercondutores qubits resfriado até próximo do zero absoluto. A tarefa escolhida foi amostragem de circuito aleatório: aplique uma sequência longa e aleatória de portas quânticas e então meça os qubits muitas vezes. Devido à interferência quântica, os resultados possíveis de 53 bits não são igualmente prováveis ​​– o circuito produz uma distribuição de probabilidade irregular e característica. A amostragem dessa distribuição é fácil para o hardware quântico, mas extremamente difícil de simular classicamente, porque o número de amplitudes que um computador clássico deve rastrear cresce à medida que 2⁵³, aproximadamente 10¹⁶.

O Google informou que o Sycamore extraiu um milhão de amostras em cerca de 200 segundos e estimou que o supercomputador líder da época precisaria de cerca de 10.000 anos para reproduzir o resultado. A IBM contestou essa estimativa, argumentando que um algoritmo clássico melhor usando armazenamento em disco poderia ser concluído em poucos dias – um lembrete útil de que a fronteira da supremacia é um alvo móvel à medida que os métodos clássicos melhoram.

O que faz e o que não prova

O experimento demonstrou que um dispositivo quântico pode superar a computação clássica em um benchmark cuidadosamente escolhido. Conseguiu não resolveu um problema praticamente útil - a amostragem aleatória de circuitos não tem aplicação direta - nem forneceu um computador quântico de uso geral com correção de erros. O seu verdadeiro significado é uma prova de princípio: sistemas quânticos grandes e controláveis ​​podem atingir um regime que está genuinamente além do alcance clássico.

Um equívoco comum

A supremacia quântica não significa que os computadores quânticos sejam agora melhores que os computadores clássicos nas tarefas diárias. Eles permanecem piores em quase tudo. A afirmação é limitada e deliberada: um problema inventado, executado mais rapidamente do que a simulação clássica, para marcar um limiar científico em vez de um limiar comercial.