Pesquisadores desenvolveram algoritmos chamados códigos fantasma para tornar os computadores quânticos menos propensos a erros, permitindo potencialmente que executem simulações complexas de forma mais eficiente. Esses códigos permitem o entrelaçamento de qubits lógicos sem manipulações físicas, reduzindo os riscos de erro. A abordagem mostra promessa para tarefas que exigem entrelaçamento extensivo, embora não seja uma solução completa para os desafios da computação quântica.
Os computadores quânticos enfrentam obstáculos significativos devido a erros que há muito lançam dúvidas sobre sua utilidade prática. Físicos iniciais questionaram se esses dispositivos poderiam algum dia funcionar de forma confiável, dada a dificuldade em corrigir erros. Hoje, vários tipos de computadores quânticos existem e contribuíram para descobertas científicas, mas o problema de erro permanece não resolvido. Shayan Majidy, da Universidade de Harvard, e seus colegas propuseram códigos fantasma como remédio. Esses algoritmos abordam computações envolvendo muitos passos, que são longas e propensas a acumular erros. Os computadores quânticos operam usando unidades físicas chamadas qubits, mas cálculos resistentes a erros dependem de qubits lógicos — grupos de qubits físicos que compartilham informações para reduzir taxas de erro. Tipicamente, manipular qubits lógicos requer ações físicas, como aplicar lasers ou micro-ondas para entrelaçá-los ou alterar suas propriedades. Códigos fantasma, no entanto, permitem que múltiplos qubits lógicos se tornem entrelaçados sem tais intervenções, ganhando seu nome desse efeito 'fantasma'. Isso reduz o número de operações físicas necessárias, aumentando a eficiência e minimizando oportunidades de erro. Em simulações de computador, a equipe testou códigos fantasma em duas tarefas: preparar um estado especial de qubit comumente usado em computações e simular um modelo de brinquedo de um material quântico. Os resultados foram até 100 vezes mais precisos do que aqueles de métodos convencionais de correção de erros. Majidy observa que códigos fantasma não são universais; eles têm melhor desempenho em cenários que já demandam altos níveis de entrelaçamento. 'Não é um almoço grátis. É apenas um almoço que já estava lá e nós não estávamos comendo', diz ele. Mark Howard, da Universidade de Galway, compara a seleção de códigos de correção de erros a escolher uma armadura: códigos fantasma oferecem flexibilidade como cota de malha, mas demandam mais qubits e podem não se adequar a todas as aplicações. Dominic Williamson, da Universidade de Sydney, acrescenta que sua competitividade depende de avanços futuros em hardware. A equipe de Majidy está colaborando com construtores de computadores quânticos que usam átomos ultrafrios, visando adaptar programas de forma mais precisa a tarefas e hardware específicos. A pesquisa aparece em um preprint do arXiv com DOI: 10.48550/arXiv.2601.20927.