Pesquisadores propõem uso de inteligência artificial para corrigir erros quânticos, potencialmente revolucionando a computação quântica.
Uma das grandes revoluções deste século no campo da computação é a computação quântica, que utiliza conceitos da Mecânica Quântica para processar informações através de qubits. Ao incorporar fenômenos quânticos, como o emaranhamento quântico, a computação quântica promete acelerar significativamente o processamento de dados.
O emaranhamento quântico é um fenômeno onde a alteração no estado de um qubit automaticamente altera o estado de outro qubit emaranhado com ele. Essa característica é fundamental para o avanço da computação quântica, pois permite que qubits mantenham dois estados ao mesmo tempo, além do 0 ou 1 dos bits clássicos.
No entanto, a sensibilidade desses estados quânticos e a ocorrência de erros quânticos, causados por ruídos que interferem no processamento, representam desafios significativos. Para abordar esses problemas, um grupo de físicos propôs um modelo de inteligência artificial capaz de suavizar esses erros, resolvendo um dos grandes obstáculos da computação quântica.
O Que É Computação Quântica?
A computação quântica aproveita princípios da Mecânica Quântica para realizar cálculos. A maior diferença está nos qubits, análogos aos bits clássicos, que podem representar simultaneamente os estados 0 e 1, devido à superposição de estados. Essa superposição permite que um computador quântico resolva problemas de forma muito mais rápida.
Um qubit é descrito por funções de onda que indicam a probabilidade de estar em um dado estado. Outro fenômeno importante na computação quântica é o emaranhamento, onde qubits emaranhados se comunicam instantaneamente, facilitando o processamento de informações sem a limitação da velocidade.
Aprendizado de Máquina
A inteligência artificial, cada vez mais presente na computação, utiliza o aprendizado de máquina para resolver problemas rapidamente. Esse método treina um modelo a partir da observação de dados, identificando padrões e mapeando entradas para saídas através de funções aprendidas por iterações e ferramentas matemáticas, como Cálculo Multivariacional e Álgebra Linear.
Desafio Atual
A sensibilidade dos estados quânticos a fatores externos é um dos maiores desafios da computação quântica, pois pequenas mudanças podem causar perda de informação e afetar o processamento. Além disso, construir qubits entrelaçados é um problema de hardware em constante evolução.
A perda de informação devido a fatores externos, que desestabilizam os estados quânticos, é chamada de ruído quântico ou erros quânticos. Essa é uma área ativa de pesquisa na computação quântica, onde métodos de correção de erros são constantemente propostos. É crucial que esses métodos não interfiram nos estados quânticos, preservando o valor final.
Solução com IA
Para abordar esses desafios, físicos propuseram o uso de inteligência artificial para detectar e corrigir erros quânticos. Utilizando uma técnica chamada decoder, que recebe dados de dispositivos quânticos da IBM, o modelo é treinado para detectar e sugerir correções para os erros quânticos.
Segundo os pesquisadores, a inteligência artificial permite corrigir parte dos erros quânticos sem afetar os estados quânticos. Esta técnica poderia resolver um dos maiores problemas da computação quântica, proporcionando correções rápidas sem atrasar significativamente o processamento.
Futuro
Nos próximos anos, espera-se um avanço nas técnicas de supressão de erros quânticos. A inteligência artificial poderá ser uma ferramenta crucial para o desenvolvimento da computação quântica. A colaboração entre essas áreas tem o potencial de revolucionar muitas aplicações na Medicina, na Ciência e na Engenharia, tornando acessíveis problemas atualmente insolúveis.
Referência da notícia: Adaptado de China Daily.
