Os computadores quânticos, apesar do seu potencial revolucionário, não podem funcionar eficazmente sem o apoio de sistemas de computação convencionais e clássicos. Descobertas recentes da conferência AQC25 em Boston revelam que os computadores clássicos são essenciais não só para controlar e interpretar cálculos quânticos, mas também para avançar no próprio desenvolvimento do hardware quântico. Esta dependência realça uma realidade crítica: o futuro da computação quântica está indissociavelmente ligado ao progresso contínuo na computação tradicional.
A fragilidade dos Qubits e a necessidade de controle
Os computadores quânticos operam usando qubits – bits quânticos que existem em uma superposição de estados, permitindo cálculos exponencialmente mais rápidos para determinados problemas. No entanto, os qubits são incrivelmente sensíveis ao ruído ambiental, tornando-os propensos a erros. Manter a estabilidade do qubit requer calibração, monitoramento e controle precisos, todos atualmente alcançados por meio de tecnologias de computação clássicas. Sem esses sistemas clássicos, os cálculos quânticos tornam-se pouco confiáveis e ineficientes.
Computação Clássica como Gargalo de Desempenho
Especialistas da AQC25, incluindo o cientista da Nvidia Shane Caldwell, enfatizam que um computador quântico tolerante a falhas capaz de resolver problemas do mundo real exigirá uma infraestrutura de computação clássica em petaescala – a escala dos supercomputadores mais poderosos do mundo. Mesmo quando um computador quântico funciona de forma eficiente, sua saída deve ser decodificada das propriedades quânticas para formatos tradicionais, um processo que por si só depende de dispositivos clássicos. Pooya Ronagh, da 1Qbit, observou que a velocidade dos futuros cálculos quânticos será limitada pela velocidade dos controladores e decodificadores clássicos.
Leveraging Classical Techniques for Quantum Improvements
Os pesquisadores estão aplicando ativamente métodos clássicos para melhorar o desempenho quântico. Benjamin Lienhard, do Walther-Meissner-Institute, demonstrou como algoritmos de aprendizado de máquina podem melhorar a eficiência de leitura de qubits supercondutores. Da mesma forma, Mark Saffman, da Universidade de Wisconsin-Madison, está usando redes neurais clássicas para refinar a leitura de qubits para sistemas baseados em átomos frios. Essa integração ressalta o fato de que a computação clássica não é apenas uma ferramenta de suporte, mas um impulsionador ativo do progresso quântico.
O papel da computação clássica no desenvolvimento de hardware quântico
Blake Johnson, da IBM, apresentou decodificadores clássicos avançados que estão sendo desenvolvidos para seu supercomputador quântico planejado até 2029. O esquema não tradicional de correção de erros da empresa depende fortemente de decodificação eficiente. O CEO da Quantum Machines, Yonathan Cohen, explicou que uma integração mais próxima da computação clássica com unidades de processamento quântico (QPUs) ultrapassará os limites do desempenho do sistema integrado. Até mesmo modelos virtuais de computadores quânticos – gêmeos digitais – estão sendo desenvolvidos usando IA, conforme demonstrado por Izhar Medalsy na Quantum Elements, para otimizar o design de hardware.
Colaboração entre especialistas quânticos e clássicos
A Quantum Scaling Alliance, co-liderada pelo Prêmio Nobel John Martinis, exemplifica a necessidade de colaboração entre especialistas quânticos e clássicos. A aliança reúne construtores de qubit, empresas de computação clássica como a Hewlett Packard Enterprise e especialistas em simulação de materiais como a Synopsys.
A mensagem da conferência AQC25 é clara: o avanço da computação quântica depende de uma base sólida na computação clássica. Especialistas que dedicaram suas carreiras a sistemas tradicionais são agora essenciais para tornar a tecnologia quântica viável.
