Na edição 2019 Consumer Electronics Show (CES) que acontece essa semana em Las Vegas, a IBM anunciou o IBM Q System One, o primeiro sistema de computação quântica universal integrado do mundo projetado para uso científico e comercial. A IBM também anunciou planos para abrir seu primeiro IBM Q Quantum Computation Center para clientes comerciais em Poughkeepsie, Nova York, ainda este ano.
Os sistemas IBM Q são projetados para lidar um dia com problemas que atualmente são considerados de natureza muito complexa e exponencial para os sistemas clássicos. Aplicações futuras da computação quântica podem incluir encontrar novas maneiras de modelar dados financeiros e isolar os principais fatores de risco globais para fazer melhores investimentos, ou encontrar o caminho ideal entre os sistemas globais para logística super eficiente e otimizar as operações de frota para entregas.
Projetado por cientistas, engenheiros de sistemas e designers industriais da IBM, o IBM Q System One tem um design sofisticado, modular e compacto, otimizado para estabilidade, confiabilidade e uso comercial contínuo. Pela primeira vez, o IBM Q System One permite que computadores quânticos supercondutores aproximados universal operem além dos limites do laboratório de pesquisa.
Assim como os computadores clássicos combinam vários componentes em uma arquitetura integrada otimizada para trabalhar em conjunto, a IBM está aplicando a mesma abordagem à computação quântica com o primeiro sistema de computação quântica universal integrado. O IBM Q System One é composto por vários componentes customizados que trabalham juntos para servir como o mais avançado programa de computação quântica baseado em nuvem disponível, incluindo:
Hardware quântico projetado para ser estável e calibrado automaticamente para fornecer qubits de alta qualidade repetíveis e previsíveis;
Engenharia criogênica que fornece um ambiente quântico contínuo e frio;
Eletrônica de alta precisão em formatos compactos para controlar rigidamente um grande número de qubits;
Firmware Quantum para gerenciar a integridade do sistema e permitir atualizações do sistema sem tempo de inatividade para os usuários; e
Computação clássica para fornecer acesso seguro à nuvem e execução híbrida de algoritmos quânticos.
IBM Q Quantum Computation Center
O IBM Q Quantum Computation Center, inaugurado no final deste ano em Poughkeepsie, Nova York, expandirá o programa de computação quântica comercial IBM Q Network, que já inclui sistemas no Centro de Pesquisa Thomas J. Watson, em Yorktown, Nova York. Esse novo centro abrigará alguns dos mais avançados sistemas de computação quântica baseados em nuvem do mundo, que serão acessíveis aos membros da IBM Q Network, uma comunidade mundial de empresas líderes da Fortune 500, startups, instituições acadêmicas e laboratórios de pesquisa nacionais que trabalham com IBM para avançar computação quântica e explorar aplicações práticas para negócios e ciência.
A história única da IBM Poughkeepsie na computação remonta ao desenvolvimento da primeira linha de computadores de produção da IBM nos anos 1950, a série IBM 700 e a IBM System / 360 na década de 1960, que revolucionaram o mundo ao mudar a maneira como as empresas pensavam hardware. Agora lar de um dos sistemas clássicos mais poderosos do mundo, o mainframe IBM, a IBM Poughkeepsie está posicionada para ser um dos poucos lugares no mundo com capacidades técnicas, infraestrutura e experiência para executar um centro de computação quântica, incluindo acesso a alta sistemas de computação de desempenho e um data center de alta disponibilidade necessário para trabalhar junto com computadores quânticos.
"O IBM Q System One é um passo importante na comercialização da computação quântica", disse Arvind Krishna, vice-presidente sênior da Hybrid Cloud e diretor da IBM Research. "Este novo sistema é fundamental para expandir a computação quântica para além das paredes do laboratório de pesquisa, enquanto trabalhamos para desenvolver aplicações quânticas práticas para negócios e ciência."
Criando o primeiro IBM Q System One
A IBM montou uma equipe mundial de designers industriais, arquitetos e fabricantes para trabalhar junto com cientistas e engenheiros de sistemas da IBM Research para projetar o IBM Q System One, incluindo os estúdios de design industrial e de interiores do Reino Unido Map Project Office e Universal Design Studio, e Goppion, Fabricante com sede em Milão de expositores de museus de alta qualidade que protegem algumas das artes mais preciosas do mundo, incluindo a Mona Lisa no Louvre e as Joias da Coroa na Torre de Londres.
Juntos, esses colaboradores projetaram o primeiro sistema quântico para consolidar milhares de componentes em um ambiente hermético, fechado e envidraçado, construído especificamente para uso comercial, um marco na evolução dos computadores quânticos comerciais.
Este sistema integrado visa abordar um dos aspectos mais desafiadores da computação quântica: continuamente mantendo a qualidade dos qubits usados ??para realizar cálculos quânticos. Qubits potentes, porém delicados, perdem rapidamente suas propriedades quânticas especiais, tipicamente dentro de 100 microssegundos (para qubits supercondutores de última geração), em parte devido ao ruído ambiente de vibrações do equipamento interconectado, às flutuações de temperatura e às ondas eletromagnéticas. A proteção contra essa interferência é uma das muitas razões pelas quais os computadores quânticos e seus componentes exigem engenharia e isolamento cuidadosos.
O design do IBM Q System One inclui uma caixa de nove pés de altura e meio de espessura de vidro de borosilicato de meia polegada formando um invólucro selado hermético que se abre sem esforço usando "roto-translação", uma rotação motorizada ao redor dois eixos deslocados projetados para simplificar o processo de manutenção e atualização do sistema, minimizando o tempo de inatividade – outra característica inovadora que torna o IBM Q System One adequado para uso comercial confiável.
Uma série de esquadrias de aço e alumínio independentes unificam, mas também desacoplam o criostato do sistema, a eletrônica de controle e o revestimento externo, ajudando a evitar a interferência de vibração potencial que leva à "tremulação de fase" e descoerência do qubit.
Esse novo sistema marca a próxima evolução do IBM Q, o primeiro esforço do setor para apresentar ao público a computação quântica universal programável por meio do IBM Q Experience baseado em nuvem e a plataforma comercial IBM Q Network para aplicativos comerciais e científicos. O IBM Q Experience, gratuito e publicamente disponível, está em operação contínua desde maio de 2016 e agora conta com mais de 100.000 usuários, que executaram mais de 6,7 milhões de experimentos e publicaram mais de 130 trabalhos de pesquisa de terceiros. Os desenvolvedores também baixaram o Qiskit, um kit de desenvolvimento de software quântico de código aberto e pilha completa, mais de 140 mil vezes para criar e executar programas de computação quântica. O IBM Q Network inclui as recentes adições do Argonne National Laboratory, do CERN, do ExxonMobil, do Fermilab e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley.
Análise: computação quântica vai afetar nossas vidas nos próximos dez anos
Apesar do impacto positivo que deve trazer, pontos como cibersegurança e condições físicas de uso ainda devem ser superados para a adoção em massa, diz Wander Cunha, head da Minsait no Brasil.
Para ele, falar de "computação quântica" nos dias atuais é quase como pensar em ficção científica – à primeira vista, parece algo com funcionamento complexo e obscuro, sem perspectiva de benefícios claros dentro de muitos anos. Mas a Minsait, uma companhia da Indra, aponta que essa percepção está longe de ser verdadeira. Na verdade, essa tecnologia terá impactos claros no nosso dia a dia nos próximos 10 a 20 anos.
A tendência apontada pela Minsait está baseada na velocidade exponencial de adoção de novas tecnologias na sociedade atual e nos avanços constantes a que se dedicam as grandes empresas do setor tecnológico. "Entendemos que os benefícios gerados com a adoção do computador quântico serão fundamentais principalmente na área de pesquisa e desenvolvimento, especialmente quando aplicado para resolver um problema em um tempo muito curto, como simular e otimizar processos como a construção de aviões mais seguros, projetar modelos econômicos, otimizar sistemas de inteligência artificial, ou simular todo tipo de moléculas, o que nos permitirá descobrir novos materiais, ou desenvolver novos remédios", afirma Cunha.
