A China pode ter assumido a liderança na corrida para a computação quântica prática com um anúncio recente de que quebrou um recorde para resolver um problema complexo.
Em 2019, o Google informou que seu processador Sycamore de 53 qubits havia concluído em 3,3 minutos uma tarefa que levaria um supercomputador tradicional pelo menos 2,5 dias. Em outubro passado, o processador quântico Zuchongzhi 2 de 66 qubits da China concluiu a mesma tarefa 1 milhão de vezes mais rápido. Esse processador foi desenvolvido por uma equipe de pesquisadores do Centro de Excelência em Informação Quântica e Física Quântica da Academia Chinesa de Ciências, em conjunto com o Instituto de Física Técnica de Xangai e o Instituto de Microssistemas e Tecnologia da Informação de Xangai.
Supercomputadores tradicionais, como os das Forças Armadas dos Estados Unidos e do 56º Instituto de Pesquisa do Exército de Libertação do Povo, são usados para conduzir simulações complexas para projeto de equipamentos, processar imagens e sinais para identificar alvos e pontos de interesse e analisar oceanos de dados para entender tendências ocultas e conexões. Mas algumas tarefas exigem muito tempo e recursos, pois mesmo os menores bits de computação requerem tempo para alternar entre 1 e 0.
Os computadores quânticos supercondutores podem contornar os limites físicos criando uma superposição dos valores 1 e 0. Essencialmente, os bits de computação padrão devem ser 1 ou 0. Mas em temperaturas extremamente baixas, as propriedades físicas da matéria sofrem mudanças significativas. Os computadores quânticos supercondutores aproveitam essas mudanças para criar qubits (bits quânticos), que não são limitados pelos obstáculos de processamento enfrentados pelos computadores tradicionais. Os qubits podem ser 1 ou 0, simultaneamente. Isso promete acelerar imensamente a computação, permitindo ataques a problemas doravante indecifráveis, como descriptografar códigos atualmente inquebráveis, levar IA e aprendizado de máquina a novos patamares e projetar materiais, produtos químicos e medicamentos inteiramente novos.
As potências científicas e militares do mundo estão gastando bilhões de dólares na corrida para transformar essa promessa em realidade. A China registrou vários avanços notáveis nos últimos anos. Em 2020, a Universidade de Ciência e Tecnologia da China, lar do principal estudioso chinês de computação quântica Pan Jianwei, conduziu as primeiras comunicações quânticas baseadas no espaço, usando o satélite Micius para criar um link de dados ultrasseguro entre duas estações terrestres separadas por mais de 1.000 milhas.
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Em outubro, uma equipe chinesa relatou que seu processador baseado em luz Jiuzhang 2 poderia concluir uma tarefa em um milissegundo que um computador convencional levaria 30 trilhões de anos para concluir. Esse avanço marcou uma nova velocidade máxima para um processador quântico cujos qubits são baseados em luz, não supercondutores. Os estados quânticos necessários para o funcionamento dos computadores supercondutores são delicados, podem ser instáveis e são propensos a causar um grande número de erros. No entanto, os supercomputadores baseados em luz também têm suas desvantagens, pois é difícil aumentar o número de fótons nesse tipo de computador quântico, devido ao seu estado delicado. Resta saber qual método será mais prevalente.
Essas conquistas decorrem da ênfase de Pequim na pesquisa de computação quântica. A China está supostamente investindo US$ 10 bilhões no campo e diz que aumentou os gastos nacionais com P&D em 7% no ano passado. Por outro lado, o governo dos EUA dedicou US$ 1,2 bilhão à pesquisa de computação quântica em 2018 sob uma nova estratégia nacional. No ano passado, o Senado aprovou um projeto de lei para criar uma Diretoria de Tecnologia e Inovação na National Science Foundation e adicionar US$ 29 bilhões para pesquisas em computação quântica e inteligência artificial de 2022 a 2026, mas aguarda a reconciliação com um projeto semelhante aprovado pelo Casa mês passado.
Pesquisadores, empresas e agências chinesas agora detêm mais patentes em tecnologia quântica do que os Estados Unidos (embora as empresas americanas tenham mais no campo específico da computação quântica), em meio a alegações de que esses avanços se beneficiam do trabalho roubado dos EUA. Há um ano, o Departamento de Comércio colocou na lista negra sete entidades de supercomputação por sua associação com o Exército Popular de Libertação. Além disso, há evidências de que o governo chinês está roubando dados criptografados do governo dos EUA e comerciais, armazenando-os para o dia em que os computadores quânticos possam quebrar a criptografia de hoje.
Ainda estamos a alguns anos de ver um advento real da computação quântica. Atualmente, a maioria dos computadores quânticos é capaz de operar de forma coerente com cerca de 50 qubits. Para realizar todo o potencial da computação quântica na quebra de códigos, por exemplo, seriam necessários milhares de qubits. Mas o progresso está sendo feito. A IBM supostamente produziu um computador quântico supercondutor de 127 qubits em novembro, pretende lançar um processador de 400 qubits este ano e pretende produzir um processador de 1.000 qubits em 2023.
Dado o enorme potencial estratégico da computação quântica em uma ampla variedade de campos, essa competição tende a se tornar mais intensa em um futuro próximo. Ainda não se sabe se os EUA conseguirão acompanhar o ritmo.
Thomas Corbett é um analista de pesquisa da BluePath Labs. Suas áreas de foco incluem relações exteriores chinesas, tecnologia emergente e economia internacional.
P.W. Singer é estrategista da New America e autor de vários livros sobre tecnologia e segurança, incluindo Wired for War, Ghost Fleet, Burn-In e LikeWar: The Weaponization of Social Media.
