Átomos De Itérbio Em Vez De Frio Extremo
O Forschungszentrum Jülich e a start-up de Siegen eleQtron ligaram o JION, um computador quântico de iões aprisionados, a 3 de setembro dentro do Jülich Supercomputing Centre. Ao contrário dos qubits supercondutores usados na maioria das máquinas quânticas em funcionamento atualmente, o JION guarda os seus qubits como átomos de itérbio ionizados, controlados por micro-ondas e gradientes de campo magnético estáticos em vez dos lasers individuais que a maioria dos sistemas de iões aprisionados utiliza. A eleQtron chama a esta abordagem MAGIC, de magnetic gradient induced coupling. A vantagem prática é que o JION funciona perto da temperatura ambiente em vez do arrefecimento próximo do zero absoluto que os processadores supercondutores exigem, eliminando toda uma categoria de custos de engenharia e modos de falha.
O JION não é uma peça de laboratório para uso exclusivo da eleQtron. Está ligado à JUNIQ, a infraestrutura de acesso quântico de Jülich, e conectado diretamente ao cluster de computação de alto desempenho do centro, para que os investigadores possam entregar parte de um cálculo ao processador quântico e o resto à supercomputação convencional, dentro da mesma tarefa. A responsável do Jülich Supercomputing Centre, Kristel Michielsen, disse que a JUNIQ permite aos utilizadores comparar o desempenho de vários computadores quânticos lado a lado, em vez de utilizarem apenas a máquina que estiver disponível.
Um Estado, Três Apostas Quânticas Diferentes
O dinheiro por trás do JION não veio de Bruxelas. O Ministério da Cultura e da Ciência da Renânia do Norte-Vestfália financia a parceria EPIQ entre Jülich e eleQtron com cerca de 21 milhões de euros ao longo de quatro anos e meio, e o JION é a primeira máquina funcional dessa parceria. O EPIQ é apenas uma de três linhas de financiamento separadas da NRW para hardware quântico, e cada uma aposta numa física diferente.
| Programa | Financiamento | Tecnologia de qubit |
|---|---|---|
| EPIQ | cerca de 21 milhões de euros | Iões aprisionados (construiu o JION) |
| SQALING | até 25 milhões de euros | Iões aprisionados em chip (eleQtron, financiado pela UE) |
| Q-STAR.NRW | até 25 milhões de euros | Qubits de semicondutor, máquina prevista até 200 qubits |
O SQALING financia novamente a eleQtron, desta vez para reduzir o hardware de iões aprisionados a uma plataforma do tamanho de um chip para uso industrial. O Q-STAR.NRW é uma aquisição totalmente distinta: um computador quântico de qubits de semicondutor até 200 qubits, comprado a outro fornecedor e integrado na JUNIQ ao lado do JION. Nenhum outro polo quântico europeu escolheu três tecnologias dentro de uma só região. O porta-estandarte europeu da IBM em Ehningen, operacional desde 2021, é supercondutor, a mesma tecnologia por trás de duas das quatro máquinas que a EuroHPC Joint Undertaking abriu este ano a acesso piloto gratuito. A NRW não segue esse consenso: financia iões aprisionados, iões aprisionados em chip e qubits de semicondutor em simultâneo, através de uma empresa suficientemente pequena para que 21 milhões de euros representem uma parte real do seu financiamento, não um arredondamento.
Porque É Que Isto Importa Para Além Da Física
Para um comprador tecnológico europeu, o verdadeiro valor do JION não está na afirmação de que os iões aprisionados vão vencer a corrida quântica mais ampla. Até os órgãos de comunicação que cobriram o lançamento notaram que o anúncio não dá um prazo para o JION demonstrar uma vantagem sobre a computação clássica, e o diretor executivo da eleQtron, Jan Henrik Leisse, descreveu a próxima fase como a criação das condições para integrar o sistema em arquiteturas híbridas, não como uma prova de supremacia. O verdadeiro valor está na opcionalidade perto de casa: a JUNIQ permite agora aos utilizadores de Jülich testar a mesma carga de trabalho em hardware quântico estruturalmente diferente, sem um processo de aquisição separado nem as regras de exportação de um segundo país para cada um.
Essa opcionalidade importa mais em problemas de otimização a curto prazo e de ciência dos materiais, precisamente onde a tecnologia de qubit costuma mudar a resposta, e onde os sistemas de iões aprisionados têm tendido a manter a coerência por mais tempo com menos qubits face aos processadores supercondutores, maiores e mais ruidosos, nos quais a maior parte do setor apostou. O ministro-presidente Hendrik Wüst chamou à corrida pela liderança quântica "ainda totalmente aberta no palco internacional". O JION, o SQALING e o Q-STAR.NRW são até agora a prova mais clara de que um estado alemão leva isso à letra: em vez de esperar para ver qual tecnologia de qubit vence, paga para que três respostas diferentes corram em simultâneo no mesmo laboratório.
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