Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) desenvolveram o processador quântico supercondutor Zuchongzhi-3, o mais avançado do país até agora. Com 105 qubits e 182 acopladores, essa conquista representa um avanço significativo na supremacia quântica, desafiando os limites dos supercomputadores clássicos e estabelecendo um novo marco na computação quântica.
A equipe da USTC, em colaboração com a Academia Chinesa de Ciências, deu um passo crucial na pesquisa de circuitos quânticos aleatórios com a apresentação do Zuchongzhi-3. Este processador opera a uma velocidade 10¹⁵ vezes superior à do supercomputador mais potente do mundo e um milhão de vezes mais rápido do que os últimos resultados publicados pelo Google, consolidando a posição da China na corrida pela supremacia quântica.
O desenvolvimento do Zuchongzhi-3 segue seus antecessores, Zuchongzhi-2 e Jiuzhang-3, demonstrando a capacidade do país asiático de competir com gigantes tecnológicos como Google, IBM e Microsoft. As descobertas desta pesquisa foram publicadas na Physical Review Letters, destacando seu impacto no campo da computação quântica.
Desde que o Google conseguiu, em 2019, a primeira demonstração de supremacia quântica com seu processador Sycamore de 53 qubits, o avanço na computação quântica tem sido acelerado. Naquele momento, a equipe do Google completou uma tarefa em 200 segundos, que levaria 10.000 anos em um supercomputador clássico. No entanto, em 2023, os investigadores da USTC desafiaram essa afirmação ao desenvolver algoritmos clássicos mais eficientes, que conseguiram realizar a mesma tarefa em 14 segundos utilizando mais de 1.400 GPUs A100 da NVIDIA. Com a chegada de supercomputadores como o Frontier, essa tarefa foi reduzida para 1,6 segundos, questionando mais uma vez o conceito de supremacia quântica.
Apesar disso, a equipe chinesa conseguiu a primeira demonstração rigorosa de supremacia quântica em 2020 com seu protótipo Jiuzhang baseado em fotônica. Em 2021, repetiram a façanha com o Zuchongzhi-2, e em 2023, o Jiuzhang-3, com 255 fótons, superou os supercomputadores clássicos em 10¹⁶ ordens de magnitude.
O processador Zuchongzhi-3 marca um salto qualitativo na computação quântica supercondutora. Seus 105 qubits e 182 acopladores conferem uma vantagem única para realizar cálculos quânticos em larga escala. Entre suas principais características estão um tempo de coerência de 72 μs, fidelidade de portas de um único qubit de 99,90%, fidelidade de portas de dois qubits de 99,62% e fidelidade de leitura simultânea de 99,13%. A maior estabilidade e fidelidade dos qubits permitem ao Zuchongzhi-3 executar cálculos complexos com uma precisão sem precedentes.
Além de alcançar a supremacia quântica, a equipe da USTC trabalha em áreas-chave para o futuro da computação quântica, incluindo correção de erros quânticos, entrelaçamento quântico, simulação quântica e aplicações em química quântica. Os pesquisadores também integraram um código de superfície de distância-7, com planos de expandi-lo para distâncias 9 e 11, o que possibilitará uma melhor correção de erros e uma manipulação mais precisa dos qubits.
A comunidade científica elogiou esses avanços, descrevendo o Zuchongzhi-3 como uma nova referência na computação quântica supercondutora. A prestigiada revista Physics Magazine destacou este marco em um artigo especial, sublinhando seu impacto na evolução da computação quântica.
A China continua a se consolidar como líder em pesquisa quântica, desafiando a dominância dos EUA nesse campo. O investimento em computação quântica tem sido uma prioridade estratégica para o governo chinês, com o objetivo de alcançar avanços disruptivos em inteligência artificial, criptografia e simulações de materiais. Com o lançamento do Zuchongzhi-3, a China reafirma seu papel de liderança na computação quântica e prepara o terreno para a próxima geração de processadores quânticos supercondutores, intensificando a competição entre China e EUA neste âmbito nos próximos anos, com implicações significativas para o futuro da tecnologia quântica e seu impacto em múltiplas indústrias.
