A computação quântica mudará nossas vidas. Mas seja paciente, por favor –

As empresas estão trabalhando para evitar um “inverno quântico” que pode interromper o progresso e congelar os investimentos em startups.

Para ouvir alguns dizerem, o progresso da computação quântica logo estagnará, dando início a um “inverno quântico” quando grandes empresas congelarão seus programas de desenvolvimento e investidores pararão de esbanjar investimentos em startups.

“O inverno está chegando”, disse Sabine Hossenfelder, física e autora que trabalha para o Centro de Filosofia Matemática de Munique, em um vídeo de novembro. “Esta bolha de promessas infladas acabará por estourar. É apenas uma questão de tempo.”

Há sinais de que ela está certa. Em 2022, a computação quântica atingiu uma fase difícil, com os preços das ações despencando para as três empresas de capital aberto especializadas na tecnologia potencialmente revolucionária. As startups que buscam força nos números estão se unindo, uma tendência de consolidação com oito fusões até agora, de acordo com os analistas da Global Quantum Intelligence.

Mas seria difícil encontrar um sopro de pessimismo na Q2B, uma conferência de dezembro sobre o negócio da computação quântica. Participantes da indústria mostraram progresso contínuo em direção a computadores quânticos práticos, pesquisadores com Ph.D. de grandes empresas discutiram seu trabalho e um estudo mostrou preocupações decrescentes sobre o congelamento de pesquisas e investimentos.

“Não acho que haverá um inverno quântico, mas algumas pessoas vão sofrer queimaduras”, disse Doug Finke, analista da Global Quantum Intelligence, no Q2B.

A computação quântica depende das estranhas regras da física em escala atômica para realizar cálculos fora do alcance dos computadores convencionais, como os que alimentam os telefones, laptops e supercomputadores atuais. Computadores quânticos poderosos e de grande escala ainda estão a anos de distância.

Mas o progresso é encorajador, porque está ficando mais difícil extrair mais desempenho dos computadores convencionais. Embora os computadores quânticos não possam fazer a maioria dos trabalhos de computação, eles têm um grande potencial para mudar nossas vidas, permitindo baterias melhores, acelerando cálculos financeiros, tornando as aeronaves mais eficientes, descobrindo novas drogas e acelerando a IA.

Os executivos e pesquisadores da computação quântica estão cientes dos riscos de um inverno quântico. Eles viram o que aconteceu com a inteligência artificial, um campo que passou décadas à margem antes da explosão de atividade de hoje. Em entrevistas Q2B, vários disseram que estão trabalhando para evitar que os problemas iniciais da IA ​​sejam exagerados.

“Todo mundo fala sobre o inverno da IA”, disse Alex Keesling, CEO da fabricante de computadores quânticos QuEra. “O que aprendemos? As pessoas estão tentando ajustar suas mensagens… para que evitemos algo como o inverno da IA ​​com expectativas infladas.”

Chutando os pneus da computação quântica

Esses aplicativos de computação quântica surgiram repetidamente no Q2B. Embora os computadores quânticos só possam lidar com versões de teste simples desses exemplos até agora, grandes empresas como JP Morgan Chase, Ford Motor Co., Airbus, BMW, Novo Nordisk, Hyundai e BP estão investindo em equipes de P&D e projetos de prova de conceito para abrir caminho.

Os esforços corporativos normalmente são combinados com esforços de hardware e software de startups e grandes empresas como IBM, Google, Amazon, Microsoft e Intel com grandes apostas em computação quântica. Apoiar o trabalho é o financiamento do governo para a pesquisa de computação quântica nos EUA, França, Alemanha, China, Austrália e outros países.

Enquanto os computadores convencionais executam operações em bits que representam um ou zero, o elemento fundamental de processamento de dados dos computadores quânticos, chamado qubit, é muito diferente. Qubits podem registrar combinações de zeros e uns por meio de um conceito chamado superposição. E, graças a um fenômeno chamado emaranhamento, eles podem ser vinculados para acomodar muito mais estados de computação do que os bits clássicos podem armazenar de uma só vez.

O problema com os computadores quânticos de hoje é o número limitado de qubits – 433 no mais recente computador quântico Osprey da IBM – e sua descamação. Os qubits são facilmente perturbados, estragando os cálculos e, portanto, limitando o número de operações possíveis. Nos computadores quânticos mais estáveis, ainda há uma chance em 1.000 de uma única operação produzir os resultados errados, uma taxa de erro vergonhosamente alta em comparação com os computadores convencionais. Os cálculos de computação quântica normalmente são executados várias vezes para obter um resultado estatisticamente útil.

As máquinas de hoje são membros da era NISQ: computadores quânticos barulhentos de escala intermediária. Ainda não está claro se essas máquinas serão boas o suficiente para trabalhar além de testes e prototipagem.

Mas todos os fabricantes de computadores quânticos estão caminhando para uma era “tolerante a falhas” mais otimista, na qual os qubits são melhor estabilizados e agrupados em qubits “lógicos” de longa duração que corrigem erros para persistir por mais tempo. É quando os verdadeiros benefícios da computação quântica chegam, provavelmente daqui a cinco ou mais anos.

A campanha publicitária da computação quântica

A computação quântica enfrenta muitos desafios no caminho para a maturidade. Um deles é o hype.

O Google chamou a atenção com seu anúncio de “supremacia quântica” em 2019, no qual sua máquina ultrapassou os computadores convencionais em uma tarefa acadêmica que na verdade não realizava um trabalho útil. John Preskill, um físico da Caltech que há muito defende a computação quântica, alertou repetidamente sobre o exagero. Atualmente, as empresas estão focadas em uma meta mais pragmática de “vantagem quântica” de vencer um computador convencional em um desafio de computação do mundo real.

A tecnologia poderia ser grande e disruptiva, e isso despertou o interesse dos investidores. Nos últimos 14 meses, três fabricantes de computadores quânticos levaram suas empresas aos mercados públicos, seguindo a rota mais rápida SPAC, ou empresa de aquisição de propósito especial, em vez de uma oferta pública inicial tradicional.

O primeiro foi IonQ em outubro de 2021, seguido por Rigetti Computing em março e D-Wave Systems em agosto.

No entanto, os mercados têm sido indelicados com as empresas de tecnologia nos últimos meses. O IonQ está sendo negociado pela metade de seu preço de estreia e o D-Wave caiu cerca de três quartos. A Rigetti, negociada a cerca de um décimo de seu preço inicial, está perdendo seu CEO fundador na quinta-feira.

Embora as startups de computadores quânticos não tenham falhado, algumas fusões indicam que as perspectivas são melhores se as equipes se unirem. Entre outras, a Honeywell Quantum Solutions se fundiu com a Cambridge Quantum para formar a Quantinuum em 2021; A Pasqal fundiu-se com a Qu&Co em 2022; e a ColdQuanta — recentemente renomeada como Infleqtion — adquiriu a Super.tech.

Realidade da computação quântica

Mas a realidade é que o hype da computação quântica geralmente não é desenfreado. Repetidas vezes no Q2B, os defensores da computação quântica mostraram-se medidos em suas previsões e cautelosos quanto a avanços iminentes promissores. Os comentários de que a computação quântica será “maior que o fogo” são a exceção, não a regra.

Em vez disso, os defensores preferem apontar para um histórico razoável de progresso constante. Os fabricantes de computadores quânticos aumentaram gradualmente a escala dos computadores quânticos, melhoraram seu software e diminuíram o ruído perturbador do qubit que inviabiliza os cálculos. A corrida para construir um computador quântico é equilibrada com paciência e roteiros tecnológicos que se estendem por anos no futuro.

Por exemplo, o Google alcançou seu primeiro marco de correção de erros em 2022, espera o próximo em 2025 ou mais, então tem mais dois marcos em seu roteiro antes de planejar entregar um computador quântico verdadeiramente poderoso em 2029. Outros roteiros de empresas como Quantinuum e IBM são igualmente detalhados.

E novos esforços de computação quântica continuam surgindo. A poderosa Amazon de computação em nuvem, que iniciou seu serviço Braket com acesso a computadores quânticos de terceiros, agora também está trabalhando em suas próprias máquinas. No Q2B, a Fundação Novo Nordisk – com financiamento de sua empresa farmacêutica Novo Nordisk – anunciou um plano para financiar um computador quântico para biociências no Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, na Dinamarca.

É um plano de longo prazo com a expectativa de que será capaz de resolver problemas de ciências da vida em 2035, disse o físico Peter Krogstrup Jeppesen, que deixou um cargo de pesquisa em computação quântica na Microsoft para liderar o esforço.

“Eles realmente jogam o jogo longo”, disse Cathal Mahon, líder científico da Fundação Novo Nordisk.

O que poderia causar um inverno quântico?

Algumas startups estão vendo o clima de investimento gelado. Levantar dinheiro hoje é mais desafiador, disse Asif Sinay, executivo-chefe da Qedma, cuja tecnologia de supressão de erros foi projetada para ajudar a extrair mais energia dos computadores quânticos. Mas ele está mais otimista sobre a situação, já que não está procurando investidores no momento.

Acompanhar os roteiros de tecnologia é fundamental para as startups, disse Duncan Stewart, do Banco de Desenvolvimento de Negócios do Canadá, que investiu em startups de computação quântica. Um deles, Nord Quantique em Quebec, “viverá ou morrerá com base no cumprimento de seus marcos técnicos daqui a 18 meses”, disse ele.

Mas as dificuldades de inicialização não causariam um inverno quântico, acredita o diretor de operações da Quantinuum, Tony Uttley. Dois cenários que podem desencadear um inverno, no entanto, são se uma grande empresa de computação quântica interromper seus investimentos ou se o progresso na indústria estagnar, disse ele.

A indústria de computação quântica não está colocando todos os ovos na mesma cesta. Vários projetos incluem íons presos, circuitos supercondutores, átomos neutros, elétrons em semicondutores e qubits fotônicos.

“Não estamos perto de um computador quântico de propósito geral que pode executar problemas comercialmente relevantes”, disse Oskar Painter, físico que lidera o trabalho de hardware quântico da Amazon Web Services. Mas mesmo como um físico cínico auto-descrito, ele disse: “Estou muito convencido de que vamos chegar lá. Eu vejo o caminho para fazer isso.”