Software quntico roda em computador clssico

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 12/08/2021

Quntico versus eletrnico

Fsicos da Escola Politcnica Federal de Lausanne, na Sua, e da Universidade de Colmbia, nos EUA, descobriram uma maneira de executar um algoritmo de computao quntica complexo em computadores tradicionais, em vez de nos computadores qunticos.

Matija Medvidovic e Giuseppe Carleo desenvolveram uma abordagem para simular um algoritmo quntico de otimizao usando um programa de inteligncia artificial rodando em um computador eletrnico tradicional.

Para isso, foi necessrio desenvolver um algoritmo de aprendizado de mquina clssico, mas que funciona imitando de perto o comportamento dos computadores qunticos.

Carleo e Medvidovic estavam de fato lidando com uma questo-chave em aberto nesse campo, a chamada supremacia quntica: Ser que os algoritmos executados nos processadores qunticos atuais – e naqueles factveis com a tecnologia atual – podem oferecer uma vantagem significativa sobre os algoritmos clssicos para tarefas de interesse prtico?

Algoritmo de Otimizao Quntica Aproximada

Para abordar a questo, a dupla escolheu um “software quntico” especfico, conhecido como Algoritmo de Otimizao Quntica Aproximada, ou QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm), que usado para resolver problemas clssicos de otimizao em matemtica – essencialmente, uma maneira de escolher a melhor soluo para um problema a partir de um conjunto de solues possveis.

O QAOA um exemplo de uma famlia de algoritmos conhecidos como algoritmos qunticos variacionais, que so formas de calcular o estado de menor energia, ou estado fundamental, de um sistema quntico – vale dizer, de uma partcula quntica e, neste caso, vale tambm dizer, de um qubit.

Usando computadores convencionais, os dois pesquisadores desenvolveram ento um mtodo capaz de simular aproximadamente o comportamento desse algoritmo, s que sem depender dos qubits e de seus comportamentos enigmticos, envolvendo fenmenos como a superposio e o entrelaamento.

“H muito interesse em entender quais problemas podem ser resolvidos de forma eficiente por um computador quntico, e o QAOA um dos candidatos mais proeminentes,” justificou Carleo.

Avaliao comparativa de softwares qunticos

A tentativa no apenas deu certo, como tambm os resultados estabelecem uma nova referncia para o desenvolvimento futuro dos programas qunticos, sobretudo permitindo que os programadores centrem esforos naqueles que no podem ser simulados nos computadores eletrnicos.

“Nosso trabalho mostra que o QAOA que voc pode executar em computadores qunticos atuais e no futuro prximo pode ser simulado, com boa preciso, em um computador clssico tambm. No entanto, isso no significa que todos os algoritmos qunticos teis que podem ser executados em processadores qunticos de curto prazo possam ser emulados classicamente.

“Na verdade, esperamos que nossa abordagem sirva como um guia para desenvolver novos algoritmos qunticos que sejam teis e difceis de simular para os computadores clssicos,” disse Carleo.

Outras notcias sobre: