Computador quântico pode fazer cálculos em qualquer ordem

Físicos austríacos demonstraram que os cálculos feitos por um computador quântico não precisam ocorrer em uma ordem predefinida para darem os resultados corretos. Isso aumenta a expectativa da velocidade de processamento que poderá ser obtida com esses computadores futurísticos, já que, até agora, acreditava-se que o ganho de velocidade viria sobretudo da possibilidade de múltiplos cálculos simultâneos.

Lorenzo Procopio e seus colegas da Universidade de Viena demonstraram que esses “cálculos desordenados” permitem executar uma operação de forma mais eficiente do que ocorre em um processador quântico tradicional, no qual as operações são executadas na forma sequencial tradicional.

No projeto tradicional de um processador quântico, as portas lógicas devem ser encadeadas de uma forma específica. O problema é que é difícil construir uma quantidade delas grande o suficiente para realizar cálculos práticos.

Procopio se deu conta de que o fenômeno quântico da superposição, em que dois qubits podem ter dois dados simultaneamente, não precisa se limitar aos bits quânticos – é possível criar uma superposição de portas quânticas, o aparato inteiro necessário para fazer o cálculo.

Isso significa que as portas quânticas superpostas podem executar suas operações lógicas em todas as possíveis ordens ao mesmo tempo. E a melhor notícia é que o número total de portas necessárias para um determinado cálculo é menor do que quando a execução segue a sequência predeterminada.

Em uma superposição de portas quânticas, é impossível – mesmo em princípio – saber se uma operação ocorreu antes ou depois de outra operação. Isso significa que duas portas lógicas quânticas A e B podem ser acionadas nas duas ordens ao mesmo tempo. Em outras palavras, a porta A opera antes da porta B, e a porta B calcula antes da porta A. Os resultados experimentais confirmam que é impossível determinar qual delas operou primeiro. Mas o resultado sai correto.

“Na verdade, fomos capazes de executar um algoritmo quântico para caracterizar as portas de forma mais eficiente do que qualquer algoritmo anteriormente conhecido”, disse Procopio.

A partir de uma única medição do qubit – um fóton – a equipe detectou uma propriedade específica das duas portas quânticas, confirmando assim que elas funcionaram em ambas as ordens de uma só vez. À medida que mais portas são adicionadas ao circuito, o novo método torna-se ainda mais eficiente em comparação com técnicas anteriores.

Com informações de Inovação Tecnológica