PCs quânticos mais poderosos graças aos algoritmos!

Os computadores quânticos estão prontos para revolucionar o mundo da computação. Eles são dotados de capacidades de cálculo que os computadores convencionais não podem reivindicar. No entanto, no momento eles ainda não são capazes de expressar todo o seu potencial teórico. Muitas empresas e entidades de pesquisa estão trabalhando duro para remediar isso. É o caso do laboratório Ames, afiliado ao Departamento Americano de Energia. O referido laboratório conseguiu desenvolver dois algoritmos capazes de aumentar o poder computacional dos primeiros computadores quânticos. De acordo com informações coletadas pela Techxplore, os algoritmos podem simular com precisão as propriedades estáticas e dinâmicas dos sistemas quânticos.

Problemas de energia com computadores convencionais

A equipe que desenvolveu os dois algoritmos é liderada pelo cientista Yong-Xin Yao. Isso basicamente funciona com computadores avançados. Isso permite que eles acelerem as descobertas físicas relacionadas à matéria condensada.

Uma aceleração que requer o uso de modelos de mecanismos quânticos muito complexos que evoluem em escalas de tempo ultrarrápidas. Com os supercomputadores atuais, os resultados demoram a chegar.

Estes podem facilmente modelar sistemas quânticos simples. Por outro lado, diante de sistemas mais complexos, eles têm muitos problemas. O número de cálculos que eles precisam realizar aumenta muito rapidamente, o que não permite que eles cheguem a soluções precisas. Mesmo quando eles chegam lá, eles demoram muito. Uma situação que está longe de ser ideal para descobertas.

É, portanto, para remediar isso que a equipe do laboratório Ames decidiu trabalhar com computadores quânticos. Eles então desenvolveram esses dois algoritmos. Para Yao, este é um verdadeiro desafio que ele e sua equipe conseguiram superar apesar do nível primitivo de desenvolvimento da computação quântica.

Dois algoritmos para o presente e para o futuro

Os algoritmos são projetados para explorar melhor os recursos dos computadores quânticos existentes no mercado atual. Eles fazem isso gerando de forma adaptativa o número e a variedade de “suposições educadas” que o computador precisa fazer. Isso permite que ele descreva com precisão o estado de energia mais baixo, bem como a mecânica evolutiva de um sistema.

Além disso, deve-se dizer que os algoritmos são escaláveis. Isso os torna adequados para modelar sistemas muito maiores. Melhor ainda, seu design significa que eles podem funcionar tão bem em computadores quânticos atuais quanto em futuros.

Uma descoberta longe de ser suficiente

Segundo o Sr. Yao, esses dois algoritmos para modelagem de sistemas moleculares atendem apenas parte das expectativas de sua equipe. Ela planeja usá-los para resolver vários problemas complexos na ciência dos materiais. Estes incluem áreas como magnetismo, supercondutividade, reações químicas e conversão fotoenergética.

Para Peter Orth, cientista do laboratório Ames, o objetivo de longo prazo é chegar a uma “vantagem quântica” para os materiais. O que significa usar os recursos da computação quântica para fazer coisas impossíveis para os supercomputadores de hoje.