A IBM conseguiu colocar dois grandes sistemas de refrigeração quântica para funcionar juntos a uma temperatura mais de 180 vezes inferior à encontrada no espaço profundo.

O feito não busca apenas estabelecer uma marca de frio extremo.

Ele tenta resolver um dos maiores obstáculos para o avanço dos computadores quânticos: como aumentar o número de processadores sem perder as condições necessárias para que os qubits funcionem corretamente.

Nos testes, os dois módulos chegaram primeiro a 4 Kelvin em menos de cinco dias e, posteriormente, foram resfriados para menos de 15 milikelvin, extremamente próximo do zero absoluto.

Por que computadores quânticos precisam de tanto frio

Os processadores quânticos supercondutores da IBM precisam operar praticamente no zero absoluto porque calor e outras interferências podem alterar os frágeis estados dos qubits e provocar erros nos cálculos. O problema cresce à medida que o computador aumenta.

Mais processadores significam mais cabos, conexões, componentes eletrônicos e fontes potenciais de calor e interferência.

Em vez de construir um único refrigerador gigantesco, a IBM está apostando em uma arquitetura modular: várias unidades ultrafrias podem ser colocadas lado a lado e conectadas entre si.

Cada módulo possui sua própria câmara de vácuo, sistema de refrigeração e proteção térmica.

A empresa afirma que o novo projeto oferece até 12 vezes mais espaço para fiação do que os sistemas quânticos IBM mais utilizados atualmente.

Um cabo conecta diferentes chips quânticos

Outra peça importante da arquitetura é o chamado L-coupler. Trata-se de uma conexão desenvolvida para transportar informação quântica entre processadores instalados em módulos diferentes, mantendo-se também sob temperaturas extremamente baixas.

Segundo a IBM, esses cabos podem conectar processadores quânticos separados por aproximadamente um metro. A ideia é permitir que vários chips deixem de trabalhar como máquinas independentes e passem a atuar como partes de um sistema quântico maior.

É justamente essa integração que a empresa considera essencial para superar os limites físicos de colocar cada vez mais qubits em um único chip.

Meta é ultrapassar 1.000 qubits em 2027

O próximo grande passo está previsto para 2027.

O planejamento da IBM prevê utilizar essas conexões para reunir diferentes processadores em um computador com pelo menos 1.000 qubits programáveis.

Mas quantidade de qubits, isoladamente, não resolve o principal desafio da computação quântica.

Essas máquinas ainda são extremamente suscetíveis a erros. Por isso, a etapa considerada decisiva será conseguir combinar muitos qubits físicos para produzir qubits lógicos protegidos por sistemas de correção de erros.
É aí que entra o projeto Quantum Starling. Previsto para 2029, o computador deverá trabalhar com 200 qubits lógicos e executar circuitos de até 100 milhões de operações quânticas.

A IBM pretende construí-lo em seu centro de computação quântica em Poughkeepsie, no estado de Nova York. O novo sistema de refrigeração não significa, portanto, que esse computador já exista.

Mas demonstra uma das infraestruturas que serão necessárias para construí-lo.

Em uma tecnologia na qual alguns dos componentes mais delicados só funcionam próximos do zero absoluto, conseguir ampliar o computador significa primeiro aprender a ampliar o próprio frio.