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Jiuzhang, o computador quântico fotônico

O Jiuzhang é um computador quântico recentemente construído, que faz cálculos impossíveis para um computador digital usando fótons, partículas de luz. 

Fonte: UPI (Traduzido para o Português)

Um novo tipo de computador quântico, desenvolvido por uma equipe de cientistas de vários institutos de pesquisa chineses, alcançou a “supremacia quântica”.

A supremacia quântica é alcançada quando um computador quântico pode superar o desempenho de um supercomputador em apenas uma tarefa.

“A vantagem computacional quântica é como um limiar”, disse Lu Chaoyang, professor da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, à agência estatal de notícias Xinhua.

“Significa que, quando a capacidade de um protótipo de computador quântico supera o mais poderoso computador tradicional em lidar com uma tarefa particular, prova de que possivelmente fará avanços em outras áreas.”, disse Chaoyang.

No ano passado, o computador quântico do Google se tornou o primeiro a alcançar a supremacia quântica, fazendo cálculos em minutos, os quais cientistas estimam que um supercomputador levaria 10.000 anos para realizar.

Ao contrário do Sycamore do Google, que utilizou materiais supercondutores para gerenciar qubits, bits de informação quântica, o novo computador chinês, chamado de Jiuzhang, é baseado em fótons, usando luz para armazenar e movimentar bits quânticos.

Sycamore
O computador quântico Sycamore do Google. Fonte: MobyGeek.
Jiuzhang
O computador quântico Jiuzhang, muito diferente do Sycamore. Fonte: ScienceNews.

Aparentemente, o Jiuzhang não precisa operar a temperaturas extremamente baixas, ao contrário de outros computadores quânticos como o Sycamore. Dispensar equipamentos de refrigeração seria um grande avanço na computação quântica.

O nome vem de Jiuzhang Suanshu, também conhecido como “Os 9 Capítulos da Arte Matemática”. Publicado por volta do século 2.

Parte do Jiuzhang Suanshu
Parte do Jiuzhang Suanshu. Fonte: MAA.

O cálculo realizado por Jiuzhang

Para provar a supremacia quântica do computador, pesquisadores o usaram para fazer um tipo de cálculo chamado amostragem de bóson. Os pesquisadores descreveram o sucesso em um novo paper nesta semana na Journal Science.

Amostragem gaussiana de bóson é um algoritmo de simulação clássico que é difícil para computadores clássicos. Amostragem de bóson calcula a distribuição de saídas de um circuito ótico de linha reta com várias entradas e saídas.

Jiuzhang foi capaz de realizar os cálculos enviando fótons por uma série de circuitos óticos guiados por espelhos. Movendo através dos circuitos, os fótons encontraram divisores de feixe, enviando fótons simultaneamente para diferentes caminhos.

Durante as repetidas viagens pelo circuito, os fótons são divididos e mesclados, interferindo entre si como ditado pela mecânica quântica.

Os fótons vão para o outro lado do circuito fornecendo um cálculo quântico, qubits que se traduzem na distribuição de resultados.

Jiuzhang completou o cálculo de amostragem de bóson em apenas alguns minutos. Cientistas estimam que os mesmos cálculos, feito pelo supercomputador mais rápido, levaria mais de meio bilhão de anos.

Os pesquisadores responsáveis pelo projeto do Jiuzhang afirmam que o computador quântico pode ser adaptado para fazer cálculos utéis em Teoria dos Grafos, aprendizagem de máquina e química quântica. 

Mais informações sobre computação quântica, clique nos links a seguir.

Computação quântica (Parte 1)Clique aqui

Computação quântica (Parte 2)Clique aqui

Aplicações dos computadores quânticos neste link.

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