IBM Q não é vaporware. É um projeto que está sendo elaborado há anos e que pode ajudar a computação quântica a atingir seu enorme potencial. O futuro dos computadores quânticos pode chegar mais cedo do que você imagina.
Quando chegou a notícia da decisão da IBM de oferecer o primeiro computador quântico universal disponível comercialmente na semana passada, isso foi caracterizado como uma “transferência” da IBM Research para a IBM Systems. De acordo com o CTO e vice-presidente de computação quântica, estratégia técnica e sistemas da empresa, Scott Crowder, esse não é inteiramente o caso.
“Não é bem uma ‘transferência’, é realmente uma parceria”, explicou Crowder. “Este é definitivamente um ponto de transição de ciência pura, pesquisa pura, para também engenharia, desenvolvimento e comercialização.”
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“Mas estamos nos anos 40”, continuou ele, fazendo uma comparação com uma era definidora no desenvolvimento dos computadores clássicos. “Não estamos nos anos 60 ou 70, estamos nos anos 1940. Ainda estamos nos primeiros dias; ainda estamos conduzindo muitos dos fundamentos básicos, ao mesmo tempo que tentamos tornar os sistemas acessíveis a um grupo mais amplo de pessoas.”
Muitas vezes as pessoas se perguntam como a computação quântica afetará sua vida cotidiana. Ao oferecer o primeiro computador quântico universal disponível comercialmente, a IBM espera descobrir.
Trazendo computadores quânticos para o mundo real
Comunicado de imprensa da IBM sobre seus próximos planos para hardware quântico estava repleto de aplicações potenciais para a tecnologia e citações animadas de funcionários da empresa e especialistas na área. Por outro lado, não foram divulgados detalhes sobre quando seus computadores quânticos serão lançados. O anúncio da empresa prometeu que computadores quânticos universais serão entregues aos parceiros “ao longo do próximos anos.” Afirmou ainda que pretende construir sistemas com cerca de 50 qubits “nos próximos anos."
Ainda estamos nos primeiros dias; ainda estamos conduzindo muitos dos fundamentos básicos.
O fato de apenas um prazo vago ter sido tornado público pode levar alguns a acreditar que o IBM Q é uma tentativa de garantir um lugar na mesa quântica sem definir quaisquer planos em pedra. No entanto, Crowder afirma que há um cronograma muito firme a portas fechadas.
“Sim, temos uma definição rígida de ‘os próximos anos’ internamente”, ele riu. “Anunciamos que nossa intenção é oferecer sistemas a um seleto grupo de parceiros da indústria este ano. Dissemos que iríamos atualizá-los para um tamanho de aproximadamente 50 qubits nos próximos anos.”
O IBM Q não é um projeto concebido apenas para uma boa cobertura da imprensa. Na verdade, Crowder referiu-se especificamente à intenção da empresa de tornar os sistemas quânticos “reais”, em vez de serem apenas “apresentações em PowerPoint e vaporware”.
Embora os detalhes do prazo sejam mantidos em segredo, a IBM tem grandes esperanças de que o IBM Q possa ajudar a promover a próxima evolução da computação quântica. E embora a empresa não esteja pronta para compartilhar um cronograma detalhado com o público, ela não tem reservas em delinear como seu hardware quântico difere de outros sistemas no mercado.
O que há em um nome?
A menos que você esteja acompanhando de perto o desenvolvimento da computação quântica, você pode ter ficado confuso quando a IBM anunciou o primeiro computador quântico universal disponível comercialmente na semana passada, já que a D-Wave fornece hardware quântico para usuários corporativos há vários anos.
No entanto, a D-Wave tem sido criticada pela forma como apresenta o seu hardware. A empresa promove seus produtos com base na contagem de qubits – seu sistema mais recente tem acesso a 2.000 qubits, o que é muito mais do que a aspiração da IBM de produzir um sistema de 50 qubits nos próximos anos. No entanto, os dois tipos de hardware não podem ser comparados diretamente, já que a D-Wave constrói recozimento quântico, que só pode resolver alguns problemas. A IBM está trabalhando em computadores quânticos universais que, como um computador clássico, podem resolver muitos tipos de problemas.
Construindo uma comunidade quântica com IBM Q
“Acho que as pessoas que estão profundamente envolvidas nesta área entendem as diferenças”, disse Crowder. “Mas até para o tecnólogo médio é realmente confuso.”
“O que oferecemos não é um sistema de função fixa, é um sistema universal”, acrescentou. “Mas, mais importante do que isso, o poder da computação quântica que deixou todo mundo realmente entusiasmado é o conceito de que você pode explorar um espaço exponencial com ela.”
Crowder está se referindo ao conceito de emaranhamento quântico completo, que permite que os qubits ocupem uma faixa mais ampla de estados do que a ativação/desativação binária dos bits tradicionais. Seriam necessários apenas cerca de 40 ou 50 qubits neste estado para criar um computador quântico que não pudesse ser simulado em um computador clássico. Atualmente, há algum debate sobre se o hardware da D-Wave pode oferecer essas vantagens em relação aos sistemas tradicionais, mesmo em contagens de qubits muito mais altas.
Mesmo na sua forma atual, o hardware quântico da IBM está um passo além do que já foi oferecido comercialmente. Mas para cumprir as suas ambições elevadas para o projeto, a empresa não está apenas à procura de clientes; está procurando parceiros.
Como ‘Acesso Antecipado’, mas para computadores quânticos
A IBM espera lançar seus primeiros sistemas quânticos de “acesso antecipado” para parceiros selecionados da indústria até o final de 2017. No entanto, esta não será uma transação tradicional em termos de compra de hardware de um fabricante – a empresa não está apenas falando da boca para fora quando se refere aos primeiros usuários como “parceiros”.
“Para o primeiro casal que fizermos, definitivamente queremos ter parceiros com quem trabalharemos em estreita colaboração”, disse Crowder. “Esperamos encontrar parceiros que impulsionem o ecossistema.”
Os parceiros da IBM beneficiarão desta configuração, uma vez que o próprio hardware será mantido e atualizado periodicamente pela empresa. Um computador quântico possui requisitos rígidos em termos de espaço, temperatura e outros aspectos práticos. Manter o sistema sob o olhar atento da IBM tornará mais fácil para os parceiros se concentrarem em fazer bom uso de seus recursos.
A IBM não está apenas procurando clientes; está procurando parceiros.
A IBM já possui um histórico comprovado de fornecimento de computação quântica por meio da nuvem, graças à IBM Experience. “Não é como se você fizesse cinco qubits em um laboratório, chutasse a coisa algumas vezes e funcionasse, você obtivesse seus resultados, então chutasse novamente dois meses depois para fazê-la funcionar novamente”, disse Crowder. “Não, demonstramos que podemos ter um computador quântico real funcionando continuamente desde maio [2016].”
Do outro lado da barganha, a IBM espera que essas parcerias sejam capazes de informar o futuro da iniciativa IBM Q. Ainda existem grandes questões sobre como e por que as empresas escolherão implementar hardware quântico. O trabalho colaborativo com os primeiros adotantes pode oferecer algumas respostas.
Isto deve deixar claro que o IBM Q é um projeto de longo prazo. Parceiros que estão começando estão se inscrevendo para explorar território desconhecido ao lado da empresa - o que poderia ajudá-los a obter o primeiro lugar na fila quando os benefícios comerciais de um sistema quântico se tornarem claro. A IBM está pensando três passos à frente. No entanto, a empresa ainda não está pronta para abandonar seus esforços de computação clássica.
Um verdadeiro salto quântico
“Com certeza”, respondeu Crowder quando lhe perguntamos se a IBM esperava ver a coexistência de computadores quânticos e clássicos no futuro. “Absolutamente, por muito mais tempo do que minha vida.”
“O que os computadores clássicos fazem bem é armazenar e processar muitos dados, e fazem isso com muito mais eficiência do que a computação quântica faz hoje, e até onde posso ver no futuro”, explicou ele. “Teoricamente, os computadores quânticos universais podem realizar qualquer função que um computador clássico executa, mas, na minha opinião, não são tão bons no processamento de muitos dados. Os computadores quânticos são bons em explorar grandes espaços problemáticos.”
A IBM não vê os computadores quânticos como a próxima geração de computadores clássicos. É uma categoria inteiramente nova de hardware que tem seus próprios pontos fortes, seus próprios pontos fracos e potencial para alguns aplicativos muito poderosos.
Quântica e Química
Claro, ainda é uma tecnologia imatura. Pesquisadores de todo o mundo fizeram avanços maciços em direção a um sistema universal funcional em grande escala. computador quântico nos últimos anos, mas menos progresso foi feito em termos de discussão de potencial formulários. É uma espécie de ciclo vicioso.
“Com um sistema de aproximadamente 20-25 qubits, você ainda pode simular esse sistema quântico em seu laptop”, disse Crowder. “Quando você começa a chegar aos 40, e por volta dos 50, você não consegue nem explorar todo esse espaço de possibilidades no maior supercomputador do mundo. É uma descontinuidade interessante.
“Na verdade, você precisa ter acesso a um sistema quântico para realmente entender como construir algoritmos e casos de uso para um sistema quântico”, acrescentou. “Você não pode mais simular isso em um sistema clássico.”
Definindo a referência
Atualmente, estamos tão adiantados no processo de construção de computadores quânticos universais que não existe sequer um método padronizado de comparação de um sistema com outro. A IBM espera resolver esse problema por meio de uma métrica chamada volume quântico, que considera o número de qubits, a qualidade das operações quânticas, a conectividade dos qubits, o tempo de coerência, o paralelismo e muito mais.
“São todas essas coisas juntas que mostram o quão poderoso é o seu computador quântico, em termos do tamanho do espaço que ele pode explorar”, disse Crowder. “Estamos muito abertos a outras pessoas que avaliem e aperfeiçoem esse benchmark, mas precisaremos de algum tipo de benchmark como isso ao longo do tempo, para que as pessoas possam facilmente entender o valor deste computador quântico em comparação com outro computador quântico. computador; esta geração versus a próxima geração.”
Não existe sequer um método padronizado para comparar um sistema [quântico] com outro.
O facto de não existir tal referência demonstra quanto trabalho há a ser feito para transformar a computação quântica de um trabalho teórico promissor num produto comercial viável.
“Como eu disse, estamos na década de 40”, disse Crowder. “Ainda não temos um benchmark do setor para classificar o quão poderoso é um sistema quântico, mas esse é o tipo de coisa que eu acho que você verá um rápido desenvolvimento nos próximos anos, à medida que a IBM e outros continuam empurrando o limite para esses sistemas.”
A IBM está estabelecendo uma infra-estrutura que poderá ser muito valiosa nos próximos anos. Entre sua métrica de valor quântico, seus relacionamentos com parceiros IBM Q e a IBM Experience, o A empresa já está profundamente envolvida no processo de tornar a computação quântica um componente-chave de seus negócios interesses.
“Acreditamos que chegamos ao ponto em que vemos um caminho para sistemas maiores num futuro próximo”, disse Crowder. “Eu sei que o anúncio não tem cronogramas específicos, mas vemos esse caminho para sistemas maiores. Isso leva ao ponto em que fica interessante.”
A IBM já investiu muito tempo e recursos na computação quântica; IBM Q representa a próxima etapa. A empresa tem ambições de liderar a computação quântica como um produto comercial. Se conseguir encontrar os parceiros certos nesta fase crucial, o IBM Q poderá desempenhar um papel fundamental na retirada da tecnologia dos laboratórios de investigação e na criação das suas aplicações no mundo real.
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