Quantinuum desenvolve computador quântico com 98 qubits e baixa taxa de erro no Colorado

A Quantinuum desenvolveu o Helios, um computador quântico baseado em átomos presos que opera com 98 qubits em um laboratório localizado em Broomfield, Colorado. O dispositivo utiliza ímãs de bário mantidos por campos elétricos e resfriados a temperaturas próximas ao zero absoluto, superando a capacidade do modelo anterior, o System Model H2, que possuía 56 qubits.

Diferente da tecnologia digital convencional, que processa informações em bits de 0 e 1, os qubits do Helios operam em estados quânticos. Essa característica permite a organização de cálculos que podem ultrapassar a capacidade de supercomputadores clássicos, abrindo caminho para avanços em criptografia, simulações químicas, otimização e criação de novos materiais.

Um dos principais diferenciais do Helios, detalhado em artigo da revista Nature, é a combinação de escala com baixa taxa de erro. Enquanto a computação quântica frequentemente enfrenta fragilidade devido a variações térmicas e interferências ambientais, este processador apresenta uma taxa de erro média de 2,5 por 100.000 para portas de um único qubit. Para as portas de dois qubits, mais complexas e essenciais para a computação útil, a taxa é de aproximadamente 7,9 por 10.000, valor próximo às melhores demonstrações globais, que giram em torno de 5 erros por 10.000.

A redução desses erros é fundamental porque as operações quânticas são acumulativas; falhas iniciais podem comprometer algoritmos que exigem milhões de etapas. Somado a isso, o Helios possui conectividade total, permitindo que qualquer qubit interaja com qualquer outro sem a necessidade de transmitir a informação por cadeias de passos intermediários, o que reduz o tempo de processamento e a incidência de falhas.

A arquitetura do hardware utiliza o sistema de dispositivo de carga acoplada (QCCD). Nesse modelo, os ímãs de bário são manipulados por pulsos de laser e podem ser movidos fisicamente entre regiões de memória e zonas de operação, utilizando uma área de armazenamento em anel e um nó de conexão. Essa estrutura separa as funções de armazenamento, movimento e computação, aproximando a máquina de um sistema de computador completo.

O sistema conta ainda com softwares capazes de tomar decisões de roteamento e controle em tempo real, definindo a ordem de execução das portas quânticas e a movimentação dos ímãs. De acordo com a publicação na Nature, o Helios consegue executar circuitos quânticos aleatórios que seriam extremamente difíceis de simular em máquinas clássicas. Embora essa capacidade de amostragem teste a potência da máquina, ela ainda não representa um computador de uso geral para resolver problemas específicos de engenharia ou medicina, mas consolida a integração de precisão, programabilidade e conectividade em um único dispositivo.