Métricas de desempenho para Computação Quântica (CQ) - Parte 1.
Porém, altíssimos investimentos exigem rapidez de retorno e isto pode ser comparado às corridas de alta velocidade que precisam, ao menos, apresentarem resultados convincentes nos boxes, que depois, porém, serão exigidos nas práticas de enfrentamentos nos circuitos das pistas, que aqui na nossa analogia, vira circuitos quânticos de úteis.
Assim tem início a corrida quântica, com os circuitos quânticos definindo seus próprios paradigmas em novas tecnologias computacionais muito mais complexa que a anterior pela forma contra-intuitiva que se apresenta e talvez, por isso mesmo, por ser mais intrigante ela está muito mais fascinante.
Me permita então te levar ao circuito inicial desta corrida para que você tenha uma iniciação de conhecimento e sinta um pouco sobre esta nova adrenalina mundial chamada Quantum Computing - QC ou Computação Quântica - CQ.
A questão da "supremacia quântica".
Foi uma publicação no jornal Financial Times em 20/09/2019 [2], sobre uma postagem no site da NASA (National Aeronautics and Space Administration ou Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço) que posteriormente foi removida, que começou chamar a atenção das pessoas pelo mundo, onde pesquisadores da empresa Google afirmavam que seu processador quântico, Sycamore, foi capaz de realizar um cálculo em três minutos e 20 segundos, coisa que, o mesmo cálculo em um supercomputador mais poderoso da atualidade, levaria cerca de 10.000 anos para realizar o mesmo cálculo e a publicação ainda completa que, "isto significa ter atingido a 'supremacia quântica'".
"É um marco significativo" afirmou Steve Brierley, fundador da Riverlane, uma start-up de software quântico. A mesma reportagem porém, informou que a Google se recusou a comentar o feito e desde então, a comunidade da computação quântica vem se questionando sobre este assunto.
A referida publicação ainda destacou o alerta de alguns pesquisadores contra a supervalorização do termo "supremacia quântica", enfatizando que estas máquinas não irão ultrapassar rapidamente os computadores tradicionais e nem trazer uma revolução computacional.
Na verdade, as reações da comunidade quântica foram contraditórias quanto aos resultados apresentados pela Google. Inclusive o site wired.com de 26/09/2019, publicou uma matéria sobre o assunto tendo como título "Porque a vitória quântica do Google é um grande negócio - e (ao mesmo tempo) uma decepção [3]. Na matéria o matemático Ahslei Montanaro, da universidade de Bristol, diz que este é um "momento genuinamente emocionante" mas que o trabalho "não é de relevância prática". Já para Bárbara Terhal, uma das pesquisadoras que hoje está na Delft University of Tecnology, na Holanda, mas que em 2004 juntamente com David DiVicenzo, na época ambos na IBM, desenvolveram a evidência matemática inicial de que os qubits podem computar uma tarefa específica mais rápido que os bits clássicos [4], ao ser indagada se a Google alcançou a supremacia quântica respondeu: "Não sei, quem decide o que é 'supremo'?".
John Preskill, que é professor de física teórica no Califórnia Institute of Tecnology e o autor do termo "supremacia quântica", em sua coluna no site quantamagazine.org de 06/10/2019 [5], falando sobre a significação do termo diz que, "se não o conceito, as palavras 'supremacia quântica' provaram ser controversas (...) uma, é que a supremacia, por meio de sua associação com a supremacia branca, evoca uma postura política repugnante. A outra é que a palavra exacerba o já exagerado relato sobre o status da tecnologia quântica", em outro trecho Preskill diz que apesar de ter considerado outras palavras, como "vantagem quântica", por exemplo, achou que não teria o mesmo impacto que "supremacia quântica".
Assim, na palestra de 2012 [6] Preskill propõe o termo "supremacia quântica" para "descrever o ponto em que os computadores quânticos podem fazer coisas que os computadores clássicos não podem, independentemente de essas tarefas serem úteis". E deixa claro que "o recente artigo do Google ilustra esse ponto".
Entretanto, em 21/10/2019 a IBM apresentou em seu blog uma contestação [7] ao fato, argumentando que uma simulação ideal a mesma tarefa em um computador clássico com 53 qubits com profundidade "exageradamente" de circuito 20, pode ser realizada em 2,5 dias com muito mais fidelidade em uma estimativa conservadora de pior caso, em testes onde a Google apresenta como resultado 10.000 anos para um supercomputador que, sendo assim, "como o significado original do termo 'supremacia quântica', conforme proposto por John Preskill em 2012, era para descrever o ponto em que os computadores quânticos podem fazer coisas que os computadores clássicos não podem, esse limite não foi atingido".
Na sua contestação a IBM deixa claro que, para ela, a "supremacia quântica" requerida pela Google é uma "noção particular (...) baseada na execução de um circuito quântico aleatório de um tamanho inviável para uma simulação com qualquer computador clássico disponível", e ainda, "pela primeira vez um computador quântico fez algo que um computador clássico não consegue com uma grande dose de ceticismo devido à natureza complicada de comparar uma métrica apropriada".
Assim como em seu artigo John Preskill fundamentou suas preocupações com as implicações do termo "supremacia quântica" devido à associação de conotação social "repugnante", no artigo da IBM ela também se diz preocupada com o destino desse termo e acrescenta que ele (o termo) está sendo mal interpretado por quase todos "fora do mundo rarefeito de especialistas em computação quântica que podem colocá-lo no contexto apropriado".
Conclusão
Portanto, segundo as publicações aqui apresentadas é possível três importantes questões conclusivas quanto a "supremacia quântica" ou seja, (1) não foi possível configurar ou estabelecer uma métrica matemática (o ponto) adequada para ser comparada, (2) parece não existir uma figura (ator) arbitral às possíveis decisões de questões divergentes (quem decide o que é supremo?) e por fim (3) a inclusão e uso de uma palavra de conotação social "repugnante" (supremacia) para expressar um termo técnico de significado elevado.
Assim, nestes termos, parece que foi onde a Google encontrou os pontos para validar as suas métricas e fazer nascer uma primeira "elevada vantagem quântica" se considerarmos comparações de que, muitos dérbis são decididos por "um nariz" de vantagem, records olímpicos são quebrados por alguma mínima diferença medida de vantagem em relação a algum outro competidor e certamente que, no segmento da elevada vantagem quântica da Google outras soluções ainda virão pois, superações são marcos de metas periódicas que se estabelecem, enquanto que um objetivo é o sentido de significado a ser alcançado.
"Para onde vamos daqui?", questiona o professor Preskill em sua coluna no quantamagazine, com a resposta obtida na publicação oficial da Google, na revista Nature de 23/10/2019 [8], na Seção Principal quando se lê que, ao atingir o marco da supremacia quântica, "mostramos que a aceleração quântica é alcançável em um sistema do mundo real e não é impedida por quaisquer leis físicas ocultas. A supremacia quântica também anuncia a era das tecnologias quânticas de escala intermediária ruidosa (ou simplesmente) NISQ".
NISQ! Mas que raio é isso agora?
Bom, isso já é um assunto que faz parte da sequência desta mesma corrida, que você pode continuar acompanhando clicando aqui e até começar a aprender mais sobre computação quântica e participar desta fascinante experiência clicando na capa da revista Academia do Código Quântico abaixo.
Até lá e um forte abraço.
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| Revista de treinamento e palestra da Academia do Código Quântico. |
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