A comunidade científica sabe há algum tempo que certas tarefas computacionais podem ser resolvidas de forma mais eficiente quando qubits (bits quânticos) são usadospara realizar os cálculos e que os computadores quânticos prometem resolver alguns problemas que, atualmente, estão fora do alcance dos computadores clássicos.
Mas muitas incógnitas permanecem: como construir tal máquina para que ela possa lidar com grandes problemas que resolvem questões práticas? Como escalar para milhares e milhões de qubits enquanto se mantém um controle preciso sobre estados quânticos frágeis que precisam ser protegidos de seus ambientes? E quais problemas do cliente projetar o computador para resolver primeiro?
Essas são algumas das grandes questões que motivam o Centro de Computação Quântica da AWS, instalação de última geração inaugurada em Pasadena, na Califórnia, onde a empresa está embarcando em uma jornada para construir um computador quântico tolerante a falhas. O novo edifício é dedicado aos esforços de computação quântica da empresa e inclui espaço de escritório para abrigar as equipes de pesquisa quântica, laboratórios que compreendem o equipamento científico e ferramentas especializadas para projetar e operar dispositivos quânticos.
A equipe de engenheiros de hardware, teóricos quânticos e desenvolvedores de software trabalham lado a lado para enfrentar os muitos desafios de construir melhores computadores quânticos. A nova instalação inclui tudo o que é necessário para expandir os limites da P&D quântica: desde fazer, testar e operar processadores quânticos, até inovar os processos para controlar computadores quânticos e dimensionar as tecnologias necessárias para suportar dispositivos quânticos maiores, como sistemas de resfriamento criogênico e fiação.
Da pesquisa à realidade
Uma meta ousada, como construir um computador quântico tolerante a falhas, naturalmente significa que haverá desafios científicos e de engenharia significativos ao longo do caminho. Apoiar pesquisa fundamental e se comprometer com a comunidade científica que trabalha nesses problemas é essencial para acelerar o progresso. O centro está localizado no campus Caltech, o que permite à empresa interagir com alunos e professores dos principais grupos de pesquisa em física e engenharia a apenas alguns edifícios de distância. A AWS escolheu realizar a parceria com a Caltech, em parte, devido à rica história de contribuições da universidade para a computação – clássica e quântica – de pioneiros como Richard Feynman, cuja visão há 40 anos pode ser creditada com o pontapé inicial no campo da computação quântica, para os atuais líderes técnicos do Centro de Computação Quântica da AWS: Oskar Painter (professor de Física Aplicada, head de Hardware Quântico) e Fernando Brandão (professor de Física Teórica, head de Algoritmos Quânticos). Essa parceria também apoia a próxima geração de cientistas quânticos, fornecendo bolsas de estudo e oportunidades de treinamento para alunos e jovens membros do corpo docente.
Esse relacionamento com um grupo diversificado de pesquisadores ajuda o novo centro a permanecer na vanguarda da pesquisa em ciências da informação quântica. Por exemplo, vários especialistas em campos relacionados ao quântico estão contribuindo como participantes dos programas Amazon Scholars e Amazon Visiting Academics. Os nomes incluem Liang Jiang (Universidade de Chicago), Alexey Gorshkov (Universidade de Maryland), John Preskill (Caltech), Gil Refael (Caltech), Amir Safavi-Naeimi (Stanford), Dave Schuster (Universidade de Chicago) e James Whitfield (Dartmouth). Esses especialistas ajudam a inovar e superar desafios técnicos, mesmo enquanto continuam a ensinar e conduzir pesquisas em suas universidades. Essas colaborações neste estágio inicial serão críticas para entender melhor as aplicações potenciais e o impacto social das tecnologias quânticas.
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