Nova pesquisa sobre computação quântica mostra um caminho promissor para a comercialização

As descobertas confirmam que a qualidade das soluções de computação quântica melhorou para casos de uso práticos, uma indicação de que o campo está a caminho da comercialização.

Agnostiq, Inc., a startup SaaS de computação quântica, anunciou sua mais recente pesquisa de benchmarking que analisou o estado do hardware de computação quântica para determinar sua praticidade atual e futura como uma solução convencional. As descobertas mostram que o hardware de computação quântica melhorou ao longo do tempo e que os benchmarks específicos de aplicativos podem servir como um parâmetro mais prático para comparar os recursos de tipos alternativos de hardware quântico.

“Esta é uma evidência clara de que as coisas estão indo na direção certa para a otimização quântica”, diz Jack Baker, pesquisador de algoritmos quânticos da Aqnostiq. “Com o hardware quântico recebendo cada vez mais interesse e investimento a cada ano, esses ganhos de desempenho devem acelerar”, acrescentou.

Com o aumento constante de bits quânticos (qubits) disponibilizados pelos fornecedores de hardware nos últimos anos, tem sido difícil avaliar o desempenho relativo e o valor prático dos computadores quânticos. Estudos comparativos gerais foram realizados e considerados inconclusivos, pois não predizem o desempenho.

Agnostiq usou benchmarks específicos de aplicativos e conduziu sua pesquisa usando uma tarefa de otimização de portfólio para determinar se os computadores quânticos realmente melhoraram ao longo do tempo para casos de uso específicos. A equipe descobriu que o desempenho dos computadores quânticos de modelo de portão melhorou nos últimos anos para a execução de problemas de otimização, o que é mais uma indicação de que o campo está a caminho da comercialização. Para variações mais complexas do algoritmo, a equipe também descobriu que a qualidade da solução pode melhorar à medida que mais recursos quânticos são adicionados. Este foi um resultado novo e sem precedentes. Essas descobertas devem incentivar as organizações que dependem de otimização, simulação ou aprendizado de máquina em larga escala para tarefas de missão crítica a investir em tecnologias de computação quântica.

Entre as descobertas:

  • Carteiras de alta qualidade foram produzidas usando circuitos quânticos que exigiam um número maior de portas (operações nos qubits) do que o demonstrado anteriormente. Como o aumento do número de portas produz mais ruído, isso mostra que a qualidade do hardware melhorou para realizar a otimização combinatória.
  • A qualidade máxima da solução foi observada mais profundamente (p = 4) a 3 qubits em uma máquina de íons aprisionados IonQ.
  • Como efeito não trivial do estudo de desempenho dependente do aplicativo, uma máquina IBM com a qualidade de qubit mais baixa (volume quântico = 8) teve um desempenho melhor do que todas as máquinas IBM testadas.
  • Atualmente, os computadores quânticos fornecem resultados variáveis, dependendo de quando foram acessados. A variabilidade com todos os números de benchmarking deve ser considerada, pois pode chegar a 29%.

“Estamos em um ponto interessante em que cada paradigma de hardware tem seu próprio conjunto de métricas de desempenho com as quais estão otimizando, e cada uma delas está melhorando em diferentes dimensões”, diz o diretor de P&D da Agnostiq, Santosh Kumar Radha. “Reconhecemos a necessidade de entender melhor como essas melhorias não triviais se traduzem em aplicativos do mundo real”.

Impulsionado pela crescente popularidade da tecnologia, espera-se que o mercado global de computação quântica atinja US$ 5 bilhões até 2028. A computação quântica tem a capacidade de acelerar os cálculos nos próximos anos, o que deve acelerar inovações em muitas indústrias verticais. No entanto, permanece em grande parte inacessível para a empresa, principalmente devido à novidade da tecnologia e ao alto nível de conhecimento necessário para criar aplicativos. A Agnostiq está construindo um conjunto de ferramentas para reduzir as barreiras para as empresas entrarem no mundo da computação quântica.

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