Willow: Google lança o supercomputador quântico mais avançado do mundo
A Google anunciou nesta segunda (8) o Willow, um chip quântico de última geração que promete avançar significativamente o campo da computação quântica.
Em um marco histórico, o novo chip realizou um cálculo em menos de cinco minutos — algo que levaria os supercomputadores mais avançados mais de 10 septilhões de anos para completar.
O número impressionante ultrapassa em muito a idade estimada do universo, reforçando o potencial transformador da tecnologia quântica.
Redução exponencial de erros: o desafio vencido
Uma das principais conquistas do Willow é sua capacidade de reduzir erros de forma exponencial ao aumentar o número de qubits, um problema que pesquisadores tentam resolver desde 1995.
Conhecida como “abaixo do limiar de erros”, o método representa um avanço vital em correção de erros quânticos. Isso significa que, ao contrário dos sistemas anteriores, adicionar mais qubits não resulta em um aumento proporcional de erros, mas sim em sua redução.
A Google alcançou esse marco ao implementar uma estratégia holística que combina avanços em arquitetura de chips, desenvolvimento de portas lógicas e integração de mecanismos de correção em tempo real.
Vale lembrar queo Willow foi projetado e fabricado em uma instalação de ponta em Santa Bárbara, dedicada exclusivamente à criação de chips quânticos de alta qualidade.
Um salto de 10 septilhões de anos em 5 minutos
Um dos maiores indicadores da performance do Willow é o benchmark Random Circuit Sampling (RCS), considerado o teste mais desafiador para computadores quânticos atualmente. O RCS avalia se um computador quântico consegue realizar cálculos que seriam inviáveis em um computador clássico.
Só para constar,10 septilhões é um número astronômico, representado como 10⁺²⁵. Em termos mais simples, equivale a: 10.000.000.000.000.000.000.000.000 (10 seguido por 24 zeros).
Divulgação/Google
Durante os testes, o Willow completou um cálculo em menos de cinco minutos que levaria um dos supercomputadores mais rápidos do mundo cerca de 10 septilhões de anos para resolver — um número que ultrapassa vastamente a idade do universo.
O resultado também sugere que os processadores quânticos operam em “universos paralelos” ao realizar cálculos simultaneamente, uma ideia proposta por David Deutsch em suas teorias sobre o multiverso.
Embora a Ciência ainda explore essa teoria, a performance do Willow fornece um vislumbre do que é possível quando transcendemos os limites da computação clássica.
Métricas do Sistema Willow
MétricaChip 1Chip 2Número de qubits105–Conectividade média3,47 (típico de 4 vias)–Erro em porta de 1 qubit0,035% ± 0,029%0,036% ± 0,013%Erro em porta de 2 qubits0,33% ± 0,18%0,14% ± 0,052%Erro de medição0,77% ± 0,21%0,67% ± 0,51%Opções de redefiniçãoReset multi-nívelReset multi-nível(estado 1 ou acima)(estado 1 ou acima)Remoção de vazamento (estado 2)Remoção de vazamento (estado 2)Tempo T₁ (médio)68 µs ± 13 µs98 µs ± 32 µsCiclos de correção de erros por segundo909.000–Repetições de circuito por segundo–63.000Desempenho de aplicação (λ₃,₅,₇)2,14 ± 0,02–Profundidade de fidelidade XEB–0,1%Estimativa de tempo no Willow versus supercomputador clássico5 minutos vs. 10¹⁰²⁵ anos–
Impactos globais e integração no ecossistema
Os avanços do Willow surgem em um contexto global de inovações na área da computação quântica.
Recentemente, cientistas chineses declararam ter conseguido quebrar a criptografia RSA utilizando um sistema quântico, demonstrando a vulnerabilidade de tecnologias tradicionais frente ao poder quântico.
Ao mesmo tempo, a NVIDIA tem investido na colaboração com a Google para simular dispositivos quânticos, acelerando o desenvolvimento de CPUs quânticas num futuro próximo.
Outra iniciativa relevante foi a inauguração de uma fábrica em Milão para produção de chips fotônicos baseados em vidro, que podem complementar sistemas quânticos como o Willow e ampliar ainda mais seu potencial.
O futuro da computação quântica
O Willow possui 105 qubits, aliados a avanços significativos em benchmarks como o Random Circuit Sampling (RCS). Em um experimento padrão, o Willow foi capaz de superar um dos supercomputadores mais avançados do mundo, o Frontier, demonstrando desempenho incomparável.
Tais avanços abrem caminho para aplicações práticas em diversas áreas, como a descoberta de novos medicamentos, design de baterias mais eficientes e pesquisas em fusão nuclear.
A computação quântica também tem o potencial de revolucionar a inteligência artificial, acelerando o treinamento de modelos complexos e permitindo simulações impossíveis para computadores clássicos.
A Google está avançando em democratizar o acesso à computação quântica, criando cursos educacionais, ferramentas de código aberto e colaborando com cientistas de todo o mundo.
Roteiro para a da computação quântica
A Google definiu um roteiro claro para o avanço da computação quântica, com seis marcos principais nos progressos necessários para construir um computador quântico de larga escala totalmente funcional. Estes marcos incluem:
Além do clássico: superar a performance de computadores clássicos em tarefas específicas usando processadores quânticos.
Correção de erros quânticos: implementar mecanismos eficientes para reduzir erros exponencialmente com o aumento de qubits.
Construção de qubits lógicos duradouros: desenvolver unidades computacionais que combinem vários qubits físicos para formar qubits lógicos estáveis.
Criação de portas lógicas quânticas: melhorar a operação de portas lógicas essenciais para cálculos complexos.
Engenharia em escala: expandir a fabricação de chips para produzir dispositivos maiores e mais robustos.
Computador quântico com correção de erros em larga escala: construir sistemas completos que possam executar aplicações práticas e relevantes para a indústria.
Divulgação/Google
Tendo em vista a temporada de anúncios da OpenAI, o estratégico e grande anúncio do Willow pela Google simboliza um marco tecnológico que também representa um passo essencial rumo a um futuro onde a computação quântica transformará a indústria, a ciência e a sociedade.
Fonte: Google