Em resumo
- Os pesquisadores da IBM emaranharam 120 qubits, estabelecendo um novo padrão para a computação quântica.
- O “estado gato” GHZ alcançou fidelidade de 0,56, provando emaranhamento multi-qubit completo.
- Resultados confirmados do Direct Fidelity Estimation, oferecendo verificação quântica escalonável.
A mais recente inovação quântica da IBM aproximou o mundo criptográfico um pouco mais de seu cenário de pesadelo – um computador capaz de quebrar a criptografia do Bitcoin.
Num relatório publicado no início deste mês, investigadores da IBM relataram a criação de um estado quântico emaranhado de 120 qubits – o mais significativo e mais estável do seu tipo até à data.
O experimento, descrito em um artigo intitulado “Big Cats: Entanglement in 120 Qubits and Beyond”, demonstra o genuíno emaranhamento multipartido em todos os qubits – um passo fundamental em direção a computadores quânticos tolerantes a falhas que poderiam um dia executar algoritmos poderosos o suficiente para quebrar a criptografia moderna.
“Procuramos criar um grande estado de recurso emaranhado em um computador quântico usando um circuito cujo ruído é suprimido”, escreveram os pesquisadores. “Usamos técnicas da teoria dos grafos, grupos estabilizadores e descomputação de circuitos para atingir esse objetivo.”
O relatório chega em meio a rápidos avanços e à crescente concorrência entre as principais empresas de tecnologia para desenvolver computadores quânticos práticos. A descoberta da IBM supera o Google Quantum AI, cujo chip Willow de 105 qubits executou na semana passada um algoritmo de física mais rápido do que qualquer computador clássico poderia simular.
Construindo um gato maior
No estudo, a equipe da IBM usou uma classe de estados quânticos conhecida como Greenberger – Horne – Zeilinger, muitas vezes chamada de “estados de gato” em homenagem ao famoso experimento mental de Schrödinger.
Um estado GHZ é um sistema no qual cada qubit existe em uma superposição de todos sendo zero e todos sendo um ao mesmo tempo. Se um qubit muda, todos eles mudam – algo impossível na física clássica.
“Além de sua utilidade prática, os estados GHZ têm sido historicamente usados como referência em várias plataformas quânticas, como íons, supercondutores, átomos neutros e fótons”, escreveram. “Isso decorre do fato de que esses estados são extremamente sensíveis a imperfeições no experimento – na verdade, eles podem ser usados para obter detecção quântica no limite de Heisenberg”, disseram eles, referindo-se ao limite final de quão precisamente algo pode ser medido na física quântica.
Para chegar a 120 qubits, os pesquisadores da IBM usaram circuitos supercondutores e um compilador adaptativo que mapeou as operações para as regiões menos ruidosas do chip.
Eles também empregaram um processo chamado descomputação temporária, desembaraçando momentaneamente os qubits que haviam encerrado sua função, permitindo-lhes descansar em um estado estável antes de serem reconectados posteriormente.
Quão “Quantum” é realmente?
A qualidade do resultado foi medida por meio da fidelidade, uma medida que mede o quão próximo o estado produzido se aproxima do estado matemático ideal.
Uma fidelidade de 1,0 significaria controle perfeito; 0,5 é o limite que confirma o emaranhamento quântico completo. O estado GHZ de 120 qubits da IBM obteve pontuação de 0,56, o suficiente para provar que cada qubit permaneceu parte de um sistema único e coerente.
A verificação direta de tais resultados é computacionalmente impossível – testar todas as configurações de 120 qubits levaria mais tempo do que a idade do universo.
Em vez disso, a IBM contou com dois atalhos estatísticos: testes de oscilação de paridade, que rastreiam padrões de interferência coletiva, e Estimativa de Fidelidade Direta, que amostra aleatoriamente um subconjunto de propriedades mensuráveis do estado chamadas estabilizadores.
Cada estabilizador atua como um diagnóstico, confirmando se os pares de qubits permanecem sincronizados.
Por que é importante para o Bitcoin
Embora ainda esteja longe de representar uma ameaça criptográfica real, a descoberta da IBM aproxima os experimentos de colocar em risco os 6,6 milhões de BTC – no valor de cerca de US$ 767,28 bilhões – que o grupo de pesquisa de computação quântica Projeto 11 alertou serem vulneráveis a um ataque quântico.
Essas moedas em risco incluem aquelas de propriedade do criador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto.
“Esta é uma das maiores controvérsias do Bitcoin: o que fazer com as moedas de Satoshi. Você não pode movê-las, e Satoshi provavelmente desapareceu”, disse o fundador do Projeto 11, Alex Pruden. Descriptografar. “Então, o que acontece com esse Bitcoin? É uma parte significativa do fornecimento. Você o queima, redistribui ou deixa um computador quântico obtê-lo? Essas são as únicas opções.”
Uma vez que um endereço Bitcoin exponha sua chave pública, um computador quântico poderoso o suficiente poderia, em teoria, reconstruí-lo e confiscar os fundos antes da confirmação. Embora o sistema de 120 qubit da IBM não tenha capacidade própria, ele demonstra progresso nessa escala.
Com a IBM visando sistemas tolerantes a falhas até 2030 – e o Google e a Quantinuum perseguindo objetivos semelhantes – o cronograma para uma ameaça quântica aos ativos digitais está se tornando cada vez mais real.
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Fontedecrypt
