Pesquisadores da IBM afirmam ter conseguido usar uma técnica que poderia, eventualmente, permitir um computador quântico resolver difíceis problemas em química e eletromagnetismo que, atualmente, não podem ser resolvidos pelos supercomputadores mais poderosos que temos hoje.
Em artigo publicado nesta semana na revista científica Nature, os cientistas detalham como conseguiram usar o método para modelar a química de átomos maiores que os mais simples da tabela periódica, no caso os átomos de hidrogênio e hélio. Tal tipo de pesquisa poderia, eventualmente, permitir que esses computadores simulem moléculas ainda maiores, algo que poderia ter aplicações importantes na descoberta de novas drogas e medicamentos.
No caso, os cientistas usaram um computador quântico para obter o estado de energia mais baixo de uma molécula de hidreto de berílio. Conhecer o estado energético de uma molécula é chave para a compreensão das reações químicas. No caso do hidreto de berílio, um supercomputador pode resolver este problema, mas as técnicas para fazê-lo não podem ser usadas para moléculas grandes porque o número de variáveis excede o poder computacional, mesmo dessas máquinas.
Segundo a IBM, os cientistas desenvolveram, então, um novo algoritmo projetado especificamente para aproveitar as capacidades de um computador quântico que tem o potencial de executar cálculos similares para moléculas muito maiores.
Enquanto os bits usados por computadores tradicionais representam dados como 0s ou 1s, na computação quântica, os qubits podem ser, simultaneamente, 0s e 1s em um estado conhecido como superposição, permitindo novos níveis de desempenho e eficiência. Equipados com esse poder, os pesquisadores podem resolver problemas que não poderiam ser resolvidos antes. Entretanto, o problema com os atuais computadores quânticos, incluindo o que a IBM usou para tal pesquisa, é que eles são suscetíveis a erros e, à medida que o tamanho da molécula em análise cresce, o cálculo se afasta cada vez mais da precisão química.
A máquina utilizada pela IBM consistiu em sete quibits criados a partir de materiais supercondutores super-resfriados. No experimento, seis desses quibits foram usados para mapear os estados de energia dos seis elétrons na molécula de hidreto de berílio. Em vez de fornecer uma resposta única e precisa, como faz um computador clássico, um computador quântico deve executar um cálculo centenas de vezes, através de uma média usada para chegar a uma resposta final.
À Bloomberg, Aspuru-Guzik, professor de Química na Universidade de Harvard, ressalta que a pesquisa da IBM é um grande avanço no domínio da computação quântica e que o time da IBM "conduziu uma série de experimentos impressionantes que seguram o recorde da maior molécula já simulada em um computador quântico."
Em entrevista ao Gizmodo, o pesquisador da IBM Jerry Chow disse que há ainda erros que precisam ser endereçados no método descrito na Nature e que ainda não foi obtida a precisão química perfeita, mas se trata apenas do início da exploração do campo da química em hardware físico.
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