Uma pesquisa realizada na Universidade do Novo México mostrou que a aplicação de estratégias aleatórias pode melhorar significativamente o desempenho dos computadores quânticos, mesmo em ambientes com alto nível de ruído. O estudo, publicado no Physical Review Letters, demonstra matematicamente que protocolos randomizados são superiores a qualquer método determinístico atualmente empregado em dispositivos quânticos modernos.
O principal desafio para a aplicação prática de computadores quânticos em resolver problemas em larga escala é a sua alta vulnerabilidade ao ruído ambiental, o que corrompe os frágeis estados quânticos e resulta em erros de cálculo. A pesquisa, liderada pelo estudante de doutorado Leeseok Kim, do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação, abordou esse problema.
Kim trabalhou sob a orientação do professor assistente Milad Marvian e teve o apoio de Changhao Yi, ex-integrante do grupo de pesquisa. Eles desenvolveram uma versão randomizada do desacoplamento dinâmico, uma técnica de controle quântico amplamente utilizada para suprimir ruídos em sistemas experimentais.
O método, chamado de ‘Faster Randomized Dynamical Decoupling’, mostrou ser capaz de superar qualquer protocolo determinístico equivalente, incluindo aqueles já integrados aos computadores quânticos de empresas e laboratórios. Um dos pontos fortes do método é sua simplicidade de implementação, o que permite sua integração direta às plataformas existentes sem a necessidade de alterações profundas na arquitetura dos sistemas.
‘Meu trabalho de doutorado se concentra em projetar novos protocolos de controle quântico que suprimam o ruído com mais eficácia’, explicou Kim ao descrever a descoberta. O pesquisador disse que a estratégia de randomização encontrada pela equipe é mais eficaz do que os protocolos usados até agora.
O resultado foi apresentado na conferência QSim 2025, um dos principais eventos sobre simulação quântica, e foi reconhecido na tese de doutorado de Kim. Marvian destacou que o trabalho avança a compreensão dos problemas que variam da supressão de ruído ao poder dos computadores quânticos em tarefas de simulação de novos materiais e moléculas.
De acordo com o Phys.org, que divulgou os resultados, a proposta surge em um momento em que laboratórios e empresas de tecnologia buscam maneiras de tornar os processadores quânticos mais estáveis. A competição para dominar a computação quântica está diretamente relacionada à capacidade de controlar o ruído sem aumentar exponencialmente o número de qubits físicos.
Kim concluiu seu bacharelado na Universidade Cornell e planeja iniciar uma bolsa de pós-doutorado no Laboratório Nacional de Los Alamos após defender sua tese. A continuidade da pesquisa em uma instituição de ponta como Los Alamos indica que a randomização pode se tornar uma ferramenta padrão em processadores quânticos nos próximos anos.
O método randomizado não requer hardware novo ou investimentos massivos em infraestrutura, o que o torna atraente para centros de pesquisa e países que buscam soberania tecnológica. A descoberta reforça que o caminho para a computação quântica prática pode estar menos na corrida por mais qubits e mais na inteligência dos algoritmos de controle que os mantêm estáveis.
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