Microsoft e Parceiros Lideram a Revolução da Computação Quântica: Do Laboratório à Aplicação Comercial
Editor Geral
A computação quântica está deixando de ser um conceito futurista para se tornar uma realidade tecnológica. Governos categorizam-na como uma ‘tecnologia crítica’, e usuários finais da indústria continuam a experimentar seu potencial enquanto o ecossistema quântico se expande com a entrada de mais especialistas.
Aumentos contínuos no investimento indicam que governos e empresas privadas estão começando a compreender o potencial das tecnologias quânticas para enfrentar desafios sociais agudos, como as mudanças climáticas, e remodelar setores nacionais e transnacionais através de casos de uso aplicáveis.
No entanto, embora o investimento signifique uma crescente compreensão dos benefícios da tecnologia quântica, não denota um conhecimento aprofundado do funcionamento interno da própria quântica. Embora a necessidade de explicar qubits, emaranhamento e superposição tenha diminuído ao longo dos anos, outras áreas, como o papel da correção de erros em primitivas e algoritmos quânticos, permanecem não totalmente compreendidas pelas partes interessadas.
Instituições governamentais, como o Departamento de Energia, e indústrias, como as de ciências químicas e de materiais, devem aproveitar os potenciais benefícios da computação quântica agora, antes que ela se torne prática padrão e deixe os retardatários para trás.
Este artigo recapitula esse sentimento, examinando o papel da Microsoft e de seus parceiros, como a Atom Computing, em impulsionar a computação quântica de experimentos ruidosos para a praticidade lógica, com o objetivo de desenvolver aplicações prontas para a quântica, aproveitando as oportunidades da quântica para vantagens científicas e, eventualmente, comerciais à medida que esses sistemas escalam.
Animando o artigo, dois especialistas em quântica – Dra. Krysta Svore, Technical Fellow em Desenvolvimento Quântico Avançado da Microsoft, e Dr. Ben Bloom, Fundador e CEO da Atom Computing – fornecem suas percepções únicas, enfatizando a importância de compreender e explorar a computação quântica.
Você também pode aprofundar-se nos detalhes e interagir com a Microsoft e a Atom Computing enquanto elas revelam como estão abrindo caminho para a computação quântica lógica através da plataforma de computação Azure Quantum. Inscreva-se para o próximo webinar em 16 de janeiro de 2025.
A Jornada da Microsoft na Computação Quântica Lógica
Em sua busca por uma computação quântica resiliente, a Microsoft tem feito avanços substanciais na transformação de qubits físicos ruidosos em qubits lógicos confiáveis usando seu sistema de virtualização de qubits. Esta solução de plataforma combina qubits físicos e os aplica com correção de erros integrada para produzir qubits lógicos capazes de executar computações de forma mais confiável do que os qubits físicos subjacentes.
Em setembro de 2024, a Microsoft e a Quantinuum anunciaram a criação, emaranhamento e escalonamento bem-sucedidos de 12 qubits lógicos com uma fidelidade de porta de dois qubits de 99,8%. Este marco foi alcançado usando a máquina H2 da Quantinuum integrada ao sistema de virtualização de qubits da Microsoft e recebeu notoriedade por ser a maior contagem de fidelidade vista, aproximando-se do marco conhecido como ‘triplo nove’, ou o limiar de fidelidade da computação quântica tolerante a falhas.
Microsoft e Atom Computing
Dois meses depois, a Microsoft e a Atom Computing anunciaram que haviam demonstrado a capacidade de detectar e corrigir erros, e realizar computação, em 28 qubits lógicos. Notavelmente, a Atom Computing quebrou a barreira de fidelidade do triplo nove para a fidelidade de porta de qubit único e alcançou 99,6% na fidelidade de porta de dois qubits, a mais alta registrada na modalidade de átomo neutro.
O Sistema de Virtualização de Qubits da Microsoft foi aplicado ao hardware de átomo neutro da Atom Computing para criar qubits lógicos que servem como base para uma máquina quântica confiável. Combinando este sistema quântico confiável com computação de alto desempenho (HPC) baseada em nuvem e inteligência artificial (IA) avançada, ambas as empresas estão oferecendo um conjunto comercial de descoberta.
Os anúncios acima ajudaram a impulsionar a indústria do nível 1, qubits físicos ruidosos, para o nível 2, computação quântica resiliente. Esses marcos técnicos, combinados com as forças e o alcance da Microsoft como uma empresa global de desenvolvimento de software, produzem uma receita que pode acelerar a comercialização da computação quântica.
Aplicações e Oportunidades das Tecnologias Quânticas
Como é bem sabido, os computadores quânticos atualmente carecem de funcionalidade prática para resolver problemas do mundo real. No entanto, vantagens gerais estão no horizonte próximo, conforme indicado pelos marcos alcançados entre Microsoft, Quantinuum e Atom Computing.
Por exemplo, o roteiro de qubits lógicos da Microsoft – veja a Figura 1 abaixo – na busca por computação quântica confiável é um excelente guia para o que usuários finais como governos e indústrias podem esperar:
- 50 qubits lógicos: Vantagem geral em simulações impulsionadas pela computação quântica.
- 100 qubits lógicos: Vantagem científica na utilização de computação quântica lógica confiável para resolver problemas científicos intratáveis para computadores clássicos.
- 1000 qubits lógicos: Vantagem industrial onde domínios de aplicação como catálise e análise profunda de química computacional podem ser utilizados para descobrir compostos de materiais aprimorados, mais verdes e mais limpos para melhores produtos.
No ínterim, domínios de aplicação atuais podem ser explorados usando uma abordagem híbrida, como a plataforma científica da Microsoft, Azure Elements. À medida que as soluções híbridas escalam, também escalarão suas forças complementares:
- O poder de simulação da computação de alto desempenho (HPC) baseada em nuvem para explorar vastos espaços de opções.
- As capacidades de identificação e caracterização ultraprecisas da computação quântica confiável para analisar e agregar dados profundos sobre as opções escolhidas.
- O desenvolvimento de modelos de IA avançados sob medida usando dados profundos da computação quântica para produzir variações simuladas de opções escolhidas para otimizar sua maior permutação possível.
Esta plataforma unificada promete ter o potencial de enfrentar desafios complexos e críticos, como as mudanças climáticas, que são intratáveis para a computação clássica resolver individualmente.
Os seguintes desafios que governos e setores como descoberta de materiais e ciências da vida podem ser capazes de resolver se explorados e amadurecidos usando a tecnologia mencionada:
- Clientes/Instituições podem utilizar a plataforma Azure Elements para descobrir novos e aprimorados materiais de armazenamento de energia e otimizar redes elétricas.
- O setor de ciências químicas e de materiais pode usar a teoria do funcional da densidade para simular as propriedades de materiais compostos, identificando novos métodos de catalisadores para processos industriais sustentáveis aprimorados.
- No futuro, a indústria de ciências da vida pode utilizar a precisão da computação quântica para identificar e caracterizar a dinâmica e o comportamento das moléculas para melhorar as etapas iniciais da descoberta de medicamentos.
A plataforma Azure Quantum Compute da Microsoft, como demonstrado através de parcerias com a Atom Computing e a Quantinuum, está liderando o desenvolvimento de computação quântica lógica confiável para facilitar domínios de aplicação inteiramente novos na resolução dos desafios mais complexos da sociedade – instigando o desenvolvimento de provas de conceito para impacto comercial.
Conclusão
É compreendido que a computação quântica tem um potencial significativo em setores públicos e privados para fornecer soluções computacionais específicas para resolver problemas sociais complexos de extrema importância para as partes interessadas globalmente.
Até recentemente, murmurar ‘computação quântica’ tinha que incluir verbos modais cuidadosos como ‘pode’ e ‘poderia’ – e embora os desenvolvimentos ainda estejam por ser alcançados – o conjunto comercial de descoberta anunciado entre a Microsoft e a Atom Computing encurtou, para muitos, as estimativas de cronograma para quando a computação quântica confiável e lógica pode ser alcançada.
Enquanto isso, soluções full-stack promissoras como o Azure Elements, que combinam HPC com modelos de IA personalizados, devem estar na agenda das reuniões de estratégia de agências governamentais e players industriais.
Para mais informações sobre como a plataforma Azure Quantum compute da Microsoft está desenvolvendo aplicações prontas para a quântica para resolver desafios globalmente agudos, assista e participe do próximo webinar da Microsoft ‘Habilitando a Próxima Geração de Aplicações Quânticas com Computação Quântica Confiável’ em 16 de janeiro de 2025.
Este webinar aprofundará os detalhes da colaboração entre Microsoft e Atom Computing para acelerar o desenvolvimento de aplicações prontas para a quântica, apresentando especialistas líderes como a Dra. Svore e o Dr. Bloom e sendo apresentado por Brian Lenahan. Obtenha insights exclusivos sobre o futuro da computação quântica com a plataforma Azure Quantum compute sendo lançada em 2025.
Da redação do Movimento PB.