Reimei utiliza qubits de íons aprisionados, permitindo maior conectividade entre qubits e tempos de coerência mais longos, diferenciando-se dos qubits supercondutores.
O Japão ativou o Reimei, o primeiro supercomputador quântico híbrido do mundo. A máquina de 20 qubits foi integrada ao Fugaku, atualmente o sexto supercomputador mais rápido do planeta.
Desenvolvido para resolver problemas que exigem grande capacidade de processamento, o sistema híbrido combina computação quântica e clássica para acelerar cálculos complexos. Instalado no Instituto de Pesquisa Riken, em Saitama, próximo a Tóquio, o Reimei será utilizado principalmente em pesquisas nas áreas de física e química.
Segundo representantes da Quantinuum, fabricante do Reimei, e do Riken, a integração do sistema quântico ao Fugaku representa um avanço significativo na computação de alto desempenho. Computadores quânticos podem realizar em poucos segundos cálculos que levariam milhões de anos para serem processados por máquinas convencionais.
No entanto, enquanto a tecnologia quântica não se torna mais escalável e confiável, especialistas veem os sistemas híbridos, como o Reimei-Fugaku, como uma solução eficiente para expandir o potencial da computação.
Qubits de íons aprisionados garantem maior precisão
Diferente da maioria dos computadores quânticos, que utilizam qubits supercondutores, o Reimei opera com qubits de íons aprisionados, tecnologia que oferece maior estabilidade e controle.
Esse método consiste no isolamento de átomos carregados, ou íons, dentro de um campo eletromagnético, criando uma armadilha de íons. Esses íons são então manipulados com lasers de alta precisão, que ajustam seus estados quânticos para executar operações computacionais.
Essa abordagem permite maior tempo de coerência e maior conectividade entre qubits, garantindo mais eficiência nos cálculos. Já os qubits supercondutores, apesar de possibilitarem conexões mais rápidas, são mais suscetíveis a ruídos e erros.
Os representantes do Riken explicaram que a arquitetura desenvolvida pela Quantinuum foi um dos principais fatores para a escolha desse sistema. O Reimei emprega um processo inovador chamado “ion shuttling”, que movimenta fisicamente os qubits dentro do circuito conforme a necessidade. Isso possibilita a execução de algoritmos mais complexos e um processamento quântico mais eficiente.
Correção avançada de erros para maior estabilidade
Um dos grandes desafios da computação quântica é a ocorrência de erros nos qubits. Esses bits quânticos são extremamente sensíveis a perturbações externas, o que gera ruídos que podem comprometer os cálculos. Para minimizar esses erros, o Reimei agrupa múltiplos qubits físicos em qubits lógicos, que armazenam a mesma informação em diferentes pontos.
Os qubits lógicos reduzem as falhas ao distribuir os possíveis pontos de erro. Dessa forma, a falha de um único qubit não compromete a operação como um todo. A Quantinuum já havia alcançado um avanço significativo ao desenvolver um qubit lógico com taxa de erro 800 vezes menor do que os qubits físicos.
O Reimei-Fugaku é o primeiro supercomputador quântico híbrido totalmente operacional. Outras empresas vêm testando sistemas semelhantes, como a IQM, que integrou um processador quântico de 20 qubits ao supercomputador alemão SuperMUC-NG em junho de 2024.
Contudo, esse sistema ainda está em fase de testes e não possui uma data oficial de lançamento. A IQM planeja expandir sua capacidade para 54 qubits em 2025 e 150 qubits em 2026.
Com o Reimei já em funcionamento, o Japão assume a liderança na integração entre computação quântica e supercomputação, abrindo caminho para soluções computacionais ainda mais avançadas no futuro.
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Texto traduzido e adaptado de Interesting Engineering e revisado pela nossa redação.
