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À medida que computadores quânticos passam a resolver cálculos que levariam milhares de anos para supercomputadores clássicos, pesquisadores enfrentam um desafio central da ciência moderna: desenvolver métodos confiáveis de validação que confirmem a correção dos resultados sem repetir os cálculos originais
A computação quântica promete resolver problemas considerados impraticáveis, mas levanta dúvidas sobre verificação. Um estudo da Universidade Swinburne propõe métodos para validar resultados quânticos sem repetir cálculos clássicos que levariam milhares de anos, abordando um desafio central rumo a sistemas comerciais confiáveis.
O paradoxo da verificação em cálculos quânticos
A computação quântica tem potencial para solucionar problemas antes vistos como insolúveis em áreas como física, medicina e criptografia, ampliando limites do cálculo probabilístico com novas arquiteturas baseadas em fótons.
À medida que crescem os esforços para construir o primeiro dispositivo quântico comercial em larga escala e sem erros, surge uma questão central: como confirmar a correção de respostas que não podem ser checadas por métodos convencionais.
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O novo estudo da Universidade Swinburne aborda diretamente esse paradoxo, ao propor técnicas que comparam teoria e resultados experimentais sem exigir a execução clássica completa, que demandaria milhões ou bilhões de anos.
Limites dos supercomputadores e a necessidade de novos métodos
“Existe uma série de problemas que nem mesmo o supercomputador mais rápido do mundo consegue resolver, a menos que se esteja disposto a esperar milhões, ou até bilhões, de anos por uma resposta”, afirma Alexander Dellios, autor principal do estudo.
Segundo o pesquisador, validar computadores quânticos exige métodos capazes de avaliar resultados em tempo prático, sem aguardar que máquinas clássicas reproduzam tarefas equivalentes, o que tornaria qualquer validação inviável.
Essa limitação técnica cria um gargalo para a confiança científica e para a transição da pesquisa experimental para aplicações comerciais robustas.
Validação de amostradores de bósons gaussianos
Pesquisadores da Universidade Swinburne desenvolveram técnicas para verificar a precisão de um tipo específico de computador quântico, conhecido como Amostrador de Bósons Gaussianos, ou GBS.
Esse sistema utiliza fótons, partículas de luz, para gerar distribuições de probabilidade cujo cálculo clássico completo levaria milhares de anos, mesmo nos supercomputadores mais rápidos disponíveis atualmente.
“Em apenas alguns minutos em um laptop, os métodos desenvolvidos nos permitem determinar se um experimento GBS está produzindo a resposta correta e quais erros, se houver, estão presentes”, explica Dellios.
Para demonstrar a abordagem, a equipe avaliou um experimento recente de GBS que exigiria pelo menos 9.000 anos de computação clássica para ser reproduzido.
A análise revelou que a distribuição de probabilidade gerada não correspondia ao alvo pretendido, indicando a presença de ruído adicional que não havia sido analisado anteriormnete.
Caminho para sistemas quânticos sem erros
O próximo desafio é determinar se replicar a distribuição alternativa observada continua sendo uma tarefa computacionalmente difícil ou se os erros fizeram o sistema perder sua chamada “essência quântica”.
Responder a essa questão é considerado essencial para avançar rumo a computadores quânticos sem erros em escala comercial, capazes de manter desempenho superior ao clássico.
“Desenvolver computadores quânticos de grande escala e sem erros é uma tarefa hercúlea que, se alcançada, revolucionará áreas como desenvolvimento de medicamentos, inteligência artificial e segurança cibernética”, afirma Dellios.
O estudo destaca que métodos escaláveis de validação são componentes vitais desse processo, ao permitir identificar erros, compreender suas causas e corrigi-los, garantindo a integridade dos sistemas quanticos.
A pesquisa foi publicada em 9 de setembro de 2025 na revista Quantum Science and Technology, com DOI 10.1088/2058-9565/adfe16, e contou com financiamento parcial da NTT Phi Laboratories e da Fundação John Templeton.
A fatoração de números imensos (base da criptografia atual). É quase impossível para um computador clássico achar os dois números primos que geram um número de 500 dígitos. Mas, se o computador quântico der a resposta, basta multiplicarmos os dois números no nosso celular para ver se o resultado bate.