Pesquisadores chineses alcançaram um avanço em um dos desafios da computação quântica: fazer com que informações sejam encaminhadas dentro de um computador quântico de maneira rápida e com menos erros. Testes realizados em um computador quântico supercondutor desenvolvido na China registraram eficiência de transmissão de até 98% em um único roteador quântico.

O trabalho foi realizado por diferentes equipes de pesquisa e integrado ao Origin Wukong, computador quântico supercondutor de terceira geração desenvolvido pela empresa chinesa Origin Quantum Computing Technology.

Para entender a importância do resultado, é preciso pensar em um computador convencional. Quando um programa precisa acessar uma informação específica, um sistema de memória localiza o dado e o encaminha para o lugar correto. Na computação quântica, uma estrutura chamada memória de acesso aleatório quântica, ou QRAM, desempenha função semelhante.

A QRAM é importante para aplicações como buscas quânticas e aprendizado de máquina quântico. Seu funcionamento depende de roteadores capazes de receber uma instrução de endereço e direcionar a informação para o destino correspondente.

O problema aparece quando esse sistema cresce. Nas arquiteturas convencionais, cada novo ponto da rede exige a realização de várias operações quânticas. Quanto maior a sequência de operações, maior também é a profundidade do circuito e a possibilidade de que erros se acumulem durante o processamento.

Os pesquisadores desenvolveram um sistema de roteamento quântico coerente baseado em uma arquitetura conhecida como “bucket-brigade” e construíram três roteadores quânticos independentes, além de uma rede de roteamento com duas camadas, diretamente no Origin Wukong.

Nos testes, um único roteador apresentou eficiência de transmissão de até 98%. Quando os pesquisadores utilizaram a rede de duas camadas, a eficiência geral foi de 93%. Nos testes de acesso aleatório, a fidelidade média — medida que indica o quanto o resultado obtido corresponde ao resultado esperado — chegou a 94,8% para um roteador e a 82,4% para a rede de duas camadas.

Segundo Tian Feng, ex-diretor do Instituto de Pesquisa da Indústria de Inteligência da SenseTime, a importância do resultado não está apenas no índice de 98%, mas na possibilidade de reduzir a complexidade das operações e o acúmulo de erros.

A estratégia também utiliza diferentes níveis de energia dos qubits supercondutores, em vez de depender exclusivamente da adição de novos qubits físicos. Isso pode reduzir parte das dificuldades de controle e calibração dos sistemas.

Tian, porém, ressaltou que os resultados não significam que grandes redes QRAM estejam prontas para comercialização. Controle de erros, estabilidade dos equipamentos e custos continuam sendo desafios à medida que os sistemas aumentam de escala.