Chip quântico Zuchongzhi-3, com 105 qubits, redefine os limites da computação quântica ao superar supercomputadores clássicos e os avanços mais recentes do Google.
A computação quântica deu um salto monumental com a estreia do Zuchongzhi-3, um processador quântico supercondutor de 105 qubits desenvolvido por pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC). Publicado em 3 de março de 2025 na Physical Review Letters, o estudo apresenta uma máquina que executa cálculos 10¹⁵ vezes mais rápido que o supercomputador mais poderoso do mundo e um milhão de vezes mais veloz que os últimos resultados quânticos do Google. Liderada por Jianwei Pan, Xiaobo Zhu e Chengzhi Peng, essa conquista solidifica a posição da China como líder na corrida quântica global.
Zuchongzhi-3: Um Gigante Quântico
O Zuchongzhi-3 é uma evolução do Zuchongzhi-2, de 66 qubits, agora com 105 qubits e 182 acopladores dispostos em uma grade 15×7. Este processador atinge métricas impressionantes: tempo de coerência de 72 microssegundos, fidelidade de portas de um qubit de 99,90%, fidelidade de portas de dois qubits de 99,62% e fidelidade de leitura de 99,13%. Esses avanços garantem estabilidade e precisão para operações quânticas complexas.
A equipe testou o Zuchongzhi-3 com uma tarefa de amostragem de circuito quântico aleatório (RCS) de 83 qubits e 32 ciclos — um padrão para demonstrar vantagem quântica. O processador gerou um milhão de amostras em poucos centenas de segundos, algo que o supercomputador Frontier levaria 6,4 bilhões de anos para realizar. Em comparação com o Sycamore de 67 qubits do Google, que em outubro de 2024 superou computadores clássicos por nove ordens de grandeza, o Zuchongzhi-3 é seis ordens de magnitude mais rápido (10⁶), ou seja, um milhão de vezes superior, estabelecendo um novo recorde em sistemas supercondutores.
A Jornada pela Supremacia Quântica
A supremacia quântica — capacidade de resolver problemas inviáveis para computadores clássicos — tem sido um marco disputado. Em 2019, o Sycamore de 53 qubits do Google completou uma tarefa RCS em 200 segundos, contra 10 mil anos estimados para um supercomputador da época. Em 2023, a USTC reduziu esse tempo a 14 segundos com 1.400 GPUs A100 e a 1,6 segundos com o Frontier, questionando a supremacia do Google.
A resposta chinesa veio com o Jiuzhang (fotônico) em 2020, o Zuchongzhi-2 em 2021 e o Jiuzhang-3 (255 fótons) em 2023, este último 10¹⁶ vezes mais rápido que supercomputadores clássicos. O Zuchongzhi-3 agora reforça essa trajetória, usando algoritmos clássicos otimizados como referência para provar sua superioridade. Diferente do Willow do Google (também 105 qubits, lançado em dezembro de 2024), focado em correção de erros, o Zuchongzhi-3 prioriza velocidade bruta, evidenciando uma competição acirrada.
Além da Velocidade: O Futuro Quântico
O impacto do Zuchongzhi-3 vai além dos números. A equipe está avançando na correção de erros quânticos com um código de superfície de distância 7, planejando expandir para distâncias 9 e 11, essencial para sistemas escaláveis e tolerantes a falhas. A arquitetura em grade 2D melhora a conectividade entre qubits, abrindo portas para simulação quântica, estudos de emaranhamento e química quântica — áreas onde computadores clássicos são limitados.
A comunidade científica ecoa o sentimento: um revisor da Physical Review Letters o classificou como “estado da arte”, e a Physics Magazine destacou suas implicações em um artigo especial.
China x Google: Um Duelo Quântico
Contra o Sycamore e o Willow do Google, o Zuchongzhi-3 brilha em desempenho puro. O Sycamore de 2024 levou 100 segundos para uma tarefa RCS, contra bilhões de anos clássicos, e o Willow, em cinco minutos, foi estimado em 10²⁵ anos. O Zuchongzhi-3, com uma tarefa mais complexa em poucos centenas de segundos, supera ambos, embora comparações diretas sejam difíceis por diferenças nos circuitos. Enquanto o Google avança em correção de erros, a USTC planeja o mesmo, sugerindo convergência rumo a aplicações práticas.
Implicações e Desafios
A velocidade do Zuchongzhi-3 — 10¹⁵ vezes superior ao Frontier e um milhão de vezes acima do Google — é um marco, mas o RCS é um teste sintético, não uma solução prática. Especialistas apontam que vantagens em áreas como descoberta de medicamentos ou otimização exigem mais qubits e correção robusta, ainda a anos de distância. Mesmo assim, o investimento chinês, respaldado pelo 14º Plano Quinquenal, contrasta com a inovação do Vale do Silício, intensificando uma disputa tecnológica global.
Enquanto a USTC refina o Zuchongzhi-3, o mundo vislumbra um futuro quântico onde a China acaba de elevar o padrão.
Texto traduzido e adaptado de artigo publicado em SciTechDaily
