Até 2027, a IBM vai conectar dois chips de 520 qubits em vez de nove de 120

É comum discutir os computadores quânticos pelo prisma de grandes promessas, mas o mais útil nesse tipo de notícia é aquilo que a empresa muda discretamente em seu plano. Na Quantum Developer's Conference, a IBM atualizou seu roteiro, e a principal mudança parece uma virada na estratégia de escalonamento: em vez de muitos chips pequenos, a aposta é em um número menor de chips grandes.

O que mudou no plano

A IBM tem duas frentes paralelas. A primeira é técnica: a empresa testa tecnologias para futuras máquinas com correção de erros, e muito disso é inútil fora desse contexto. A segunda é pública: os processadores Nighthawk, nos quais pesquisadores e desenvolvedores já podem testar hoje seus algoritmos.

Foi justamente na frente pública que ocorreu a mudança. O roteiro anterior prometia um sistema de 1080 qubits montado com nove chips de 120 qubits. Agora a IBM planeja uma máquina de 1040 qubits com dois chips Nighthawk r3 de 520 qubits programáveis cada. O número é quase o mesmo, mas o caminho é outro.

Há também um sinal negativo. O plano anterior previa que já em 2026 três chips Nighthawk seriam unidos em uma máquina de 360 qubits. Isso não aconteceu: o atual Nighthawk r2, lançado em setembro, é vendido como um chip único. Os jornalistas da Ars Technica escrevem sem rodeios que isso pode sugerir dificuldades com a conexão entre chips. Já os representantes da IBM não se queixaram de problemas.

Por que o chip tem qubits "extras"

A principal novidade técnica diz respeito ao r2. Para cada qubit programável foi adicionado mais um qubit físico, que não participa dos cálculos. Sua função é retirar rapidamente a energia do qubit de trabalho e devolvê-lo ao estado inicial. Por isso o chip tem 458 qubits físicos, mas apenas 120 programáveis.

Imagine uma linha de montagem em que, depois de cada peça, a máquina precisa de muito tempo para ser reorganizada. O reset por hardware elimina essa pausa. A IBM declara aceleração de até 19 vezes em algumas operações. Nem todo circuito obtém esse ganho, mas para os que exigem resets frequentes a diferença é substancial.

Segundo a estimativa da Ars Technica, com as mesmas proporções o r3 pode ter cerca de 2000 elementos semelhantes a qubits. Isso é aproximadamente o dobro do maior processador atual da IBM.

União de chips: o que já existe

O principal risco do plano é a conexão dos chips entre si. Segundo Oliver Dial, da IBM, quatro acopladores L entre dois processadores Nighthawk r1 em um mesmo criostato já mostraram fidelidade de transferência de estado de até 99,4%. A meta de longo prazo é 99,9%. Jerry Chow, diretor técnico da IBM para supercomputação centrada em quântica, acrescentou que a velocidade dessa conexão é comparável à das conexões entre qubits dentro de um mesmo chip. A empresa já apresentou um refrigerador modular para vários chips.

A correção de erros exige uma escala muito maior. A IBM pretende usar cerca de 300 qubits físicos por bloco de 12 lógicos. Em um chip caberão, provavelmente, um ou dois desses blocos. Para chegar a mais de 100 qubits lógicos, quando já é possível executar algoritmos interessantes, é preciso aumentar o chip em relação ao r2 e conectar pelo menos cinco desses chips. Pelo cronograma, isso deve ser feito até o fim de 2027.

O que fazer com isso

Se você é desenvolvedor ou gerente de produto de olho na computação quântica, as conclusões práticas são estas.

• Não planeje um produto baseado em qubits lógicos para os próximos dois anos. Durante todo o ano de 2028, a frente pública da IBM consiste em revisões do Nighthawk, sem nova geração.
• Oriente-se pelas limitações reais: o r1 permite cerca de 5000 operações antes que os erros se tornem críticos, e a marca de 10 000 para a próxima versão continua sendo uma meta, não um fato.
• Acompanhe a métrica de conexão entre chips. Se a fidelidade de transferência de estado se aproximar de 99,9%, o cronograma de união ficará mais realista.

A ressalva à notícia é simples: trata-se de um roteiro, não de um resultado. A IBM já adiou uma vez os prazos de conexão dos chips, e repetir esse adiamento é mais fácil do que construir a máquina. Além disso, 2027 promete ao mesmo tempo um chip maior e a conexão de vários deles. Por ora, é melhor tratar os números como metas declaradas.