Conheça o primeiro computador quântico fotônico totalmente modular

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/02/2025

Este é o computador quântico fotônico Aurora, que funciona a temperatura ambiente.
[Imagem: H. Aghaee Rad et al. - 10.1038/s41586-024-08406-9]

Computador quântico fotônico

A empresa emergente canadense Xanadu Quantum Technologies anunciou ter construído o primeiro computador quântico fotônico, e garante que seu protótipo já pode ser conectado em rede, o que significa que ele permite fabricar computadores quânticos com maior poder de processamento por meio da interligação de componentes básicos.

O universo dos computadores quânticos ainda está poucos segundos após o Big Bang, o que significa que ainda não sabemos exatamente qual será a plataforma de hardware que finalmente triunfará. Desta forma, praticamente cada equipe tem um projeto diferente, muitas delas "ajuntando as peças" do jeito que dá conforme cada uma funciona.

Mas a Xanadu afirma ter adotado uma arquitetura modular, como os computadores eletrônicos atuais, em que múltiplas peças e placas são interconectadas para fazer o computador inteiro funcionar.

A ideia básica consiste em construir um circuito básico central usando apenas alguns qubits, o suficiente para as aplicações mais simples. Conforme as necessidades surgirem, outras placas poderão ser adicionadas, aumentando o poder de processamento do computador quântico.

A equipe afirma que milhares de placas poderiam ser conectados por meio de fibras ópticas, criando um computador quântico fotônico com capacidades de processamento inatingíveis hoje com as outras plataformas. Crucial para isso é que todo o sistema é baseado em fótons, eliminando a necessidade de conectar partes ópticas, baseadas em fótons, com peças tradicionais eletrônicas, baseadas em elétrons.

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Diagrama esquemático do sistema Aurora e dos seus módulos principais.
[Imagem: H. Aghaee Rad et al. - 10.1038/s41586-024-08406-9]

Escalabilidade e correção de erros

O protótipo de demonstração, chamado Aurora, consiste em 35 chips fotônicos, somando 12 qubits, tudo interligado por 13 km de fibra óptica, mas tudo operando em temperatura ambiente, ou seja, sem a necessidade dos tradicionais refrigeradores criogênicos, no interior dos quais computadores quânticos como os da IBM e do Google funcionam.

"A fotônica realmente é a melhor e mais natural maneira de computar e fazer rede. Agora poderíamos, em princípio, escalonar para milhares de racks de servidores e milhões de qubits, mas primeiro focaremos no desempenho para reduzir perdas e ser tolerante a falhas," disse o pesquisador Christian Weedbrook, fundador da empresa.

Na verdade, o protótipo resolve o primeiro grande desafio da computação quântica, a escalabilidade, que, em última instância, representa a capacidade de colocar os processadores quânticos em rede. Os dois outros grandes desafios são a tolerância a falhas e a correção de erros.

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