Pesquisadores da Nvidia estão reivindicando um progresso notável na busca pela construção de um computador quântico totalmente funcional e comercialmente viável com base em simulações de supercomputadores conduzidas com unidades de processamento gráfico (GPUs).

Embora o progresso em direção ao desenvolvimento de um computador quântico útil tenha sido constante por décadas, os físicos ainda estão divididos sobre qual caminho seguir para sua criação final.

Física quântica

Os computadores quânticos funcionam de forma diferente de seus equivalentes clássicos. Os computadores que usamos todos os dias, como aquele em que você está lendo este artigo, dependem de chaves binárias para conduzir cálculos. Mas seus primos quânticos exploram a natureza da física, por meio do uso de qubits, para conduzir cálculos muito mais complexos do que uns e zeros sozinhos são capazes.

Existem inúmeras escolas de pensamento quando se trata de como construir um computador quântico, e todas elas envolvem infraestrutura incrivelmente cara, engenharia de ponta e pesquisas inovadoras em conceitos teóricos de matemática e física.

Indiscutivelmente, as duas abordagens mais comuns sendo exploradas hoje são quantum gating e quantum annealing. As diferenças entre as duas são gritantes, assim como suas capacidades potenciais.

A Nvidia está trabalhando no desenvolvimento de um sistema de recozimento quântico. Sua vasta experiência com GPUs nos setores de jogos e inteligência artificial a coloca em uma posição única para buscar pesquisa de computação quântica por meio de simulações de supercomputadores.

Supercomputadores vs superclusters

De acordo com o artigo de pesquisa publicado recentemente, os pesquisadores da Nvidia utilizaram centenas de milhares de GPUs, em vários clusters separados, para simular o comportamento de um sistema de recozimento quântico.

Esses tipos de simulações são tipicamente realizados em supercomputadores com clusters de CPU ou arquiteturas similares. Mas as GPUs pioneiras da Nvidia dão a ela uma alternativa poderosa.

A pesquisa da Nvidia descreve como a equipe usou essas simulações quânticas baseadas em GPU para resolver um problema notável encontrado em sistemas de recozimento, onde partículas magnéticas usadas na computação quântica "mudariam abruptamente seu comportamento".

Por meio de simulações, a equipe conseguiu chegar a uma solução proposta envolvendo a manipulação de campos magnéticos. Uma vez implementado, isso pode levar os recozimentos quânticos de serviço completo um passo mais perto do mercado. 

Aplicações futuras

Os sistemas de recozimento quântico são um tipo especial de computador quântico sendo desenvolvido para resolver problemas muito específicos. Diferentemente dos computadores quânticos baseados em gate, eles não estão sendo projetados para trabalhar em tarefas gerais.

Eles serão provavelmente desenvolvidos de forma personalizada para resolver problemas pendentes no campo da otimização. As indústrias mais propensas a serem afetadas por sistemas de recozimento quântico incluem sensoriamento quântico, transporte, remessa e logística, energia, finanças e blockchain.

No campo das finanças, por exemplo, os cientistas preveem que os sistemas de computação quântica podem proporcionar aumentos significativos na precisão nas áreas de previsão, gestão de portfólio e diversificação.

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