A Wedoany.com soube, por meio do site oficial da IBM, que a empresa conectou dois criostatos modulares quânticos e os resfriou ao mesmo ambiente ultra-frio. Este é um marco crítico de engenharia no roteiro quântico da IBM, significando que, no futuro, centenas de chips quânticos poderão ser acoplados por meio de um sistema criogênico modular para formar um computador quântico tolerante a falhas mais poderoso.
O objetivo do projeto desta arquitetura criogênica é integrar três caminhos — modularidade, compartilhamento e ambiente ultra-frio — permitindo que centenas de chips quânticos sejam interconectados para resolver problemas em escala maior. A IBM afirma que a conclusão do novo sistema é um marco no caminho para o programa "IBM Quantum Starling" (doravante "Starling"). O programa visa entregar, em 2029, um computador quântico tolerante a falhas em larga escala, integrando avanços em códigos de correção de erros, design de processadores, decodificação e engenharia de sistemas. Ele tem potencial para se tornar o primeiro computador quântico tolerante a falhas do mundo.
Os dois criostatos da primeira leva, combinados, excedem 8 pés em altura e largura. Testes iniciais mostram que todo o sistema pode ser resfriado em conjunto, de temperatura ambiente a 4 kelvin — a temperatura do hélio líquido — em menos de 5 dias; posteriormente, a temperatura final desce para menos de 15 milikelvin. Essa temperatura é mais de 180 vezes mais fria que o espaço profundo, fornecendo o ambiente térmico necessário para a operação estável dos qubits supercondutores.
Dentro do invólucro de vácuo de cada criostato, o espaço para cabeamento é ampliado em até 12 vezes em comparação com o sistema quântico mais amplamente implantado pela IBM atualmente, permitindo interconexões mais abundantes entre chips dentro e entre os criostatos. O novo design adota um formato de caixa quadrada, permitindo que vários módulos sejam dispostos lado a lado de forma compacta, utilizando o espaço expandido para conectar diretamente os processadores quânticos por meio do acoplador L, desenvolvido pela própria IBM. A função do acoplador L é conectar diferentes chips quânticos, permitindo que compartilhem informações, comuniquem-se entre si e trabalhem em conjunto como parte de um computador quântico maior.
De acordo com o roteiro quântico da IBM, até 2027, a empresa usará acopladores L para unir vários processadores em um computador quântico maior com pelo menos 1.000 qubits programáveis, que poderão ser usados diretamente para executar cálculos. Quando o "Starling" for entregue, a IBM planeja acomodar milhares de qubits em cada criostato.
Quando a IBM propôs o "Starling" no ano passado, também lançou um novo código de correção de erros que reduz significativamente a sobrecarga de recursos físicos necessária para alcançar a tolerância a falhas. Desde então, a empresa alcançou avanços sucessivos na demonstração de componentes centrais de hardware e na decodificação eficiente de correção de erros. Agora, o resultado dos módulos quânticos criogênicos resolve mais um grande obstáculo de engenharia no caminho acelerado para a computação quântica tolerante a falhas.
A IBM acredita que um sistema criogênico modular escalável acelerará seu ritmo de inovação, e o novo design permite que cada componente seja testado, aprimorado e iterado rapidamente de forma independente.
Os pesquisadores responderam, com evidências de engenharia, a uma questão em aberto: a rota de expansão criogênica modular é viável no caminho do computador quântico? Agora, a resposta é quase certamente sim — parece possível expandir gradualmente a escala do sistema quântico como quem "monta blocos de montar". Isso reduz drasticamente a barreira para a construção de computadores quânticos tolerantes a falhas. E, uma vez que tal computador quântico seja criado e alcance 100 milhões de operações de portas quânticas, sua capacidade de processamento deverá ser cerca de 20.000 vezes maior que a dos computadores quânticos atuais. Muitos problemas na ciência, como simulação de moléculas de fármacos, design de novos materiais, e até otimização de carteiras financeiras e modelagem climática, têm potencial para saltos com valor prático real.