Built from the same kind of silicon chips that power smartphones, a new British quantum computer has just moved from theory to plug‑and‑play hardware, challenging the dominance of US tech giants on their own turf.
Um avanço quântico que parece equipamento informático comum
Numa instalação de investigação em Inglaterra, a startup londrina Quantum Motion entregou aquilo que muitos no setor diziam que demoraria muito mais: um computador quântico totalmente integrado, “full-stack”, construído exclusivamente com chips de silício padrão.
A máquina já está instalada no National Quantum Computing Centre (Centro Nacional de Computação Quântica) do Reino Unido. Em vez de encher um laboratório com hardware experimental frágil, o sistema cabe em três racks de servidor padrão de 19 polegadas - o mesmo formato usado em centros de dados por todo o mundo.
Esta é a primeira vez que uma pilha quântica completa - processador, eletrónica de controlo e interface de utilizador - foi comprimida em baias de servidor padrão construídas a partir de silício produzido em massa.
Equipamentos auxiliares, como arrefecimento e gestão de energia, foram deslocados para fora do rack principal, o que facilita a manutenção e futuras atualizações. Para operadores de centros de dados, o formato é familiar: isto parece menos uma experiência de física e mais um produto que, de facto, poderiam implementar.
Chips ao estilo de smartphones a fazer física quântica
O núcleo da máquina assenta em fabrico CMOS de 300 mm, o mesmo processo industrial usado para produzir chips para portáteis, telemóveis 5G e eletrónica automóvel. Em vez de desenhar cada chip quântico manualmente num laboratório, a Quantum Motion envia os desenhos para fundições industriais convencionais.
Esta abordagem significa que “qubits” quânticos podem ser fabricados em grandes volumes usando fábricas de semicondutores existentes. Isto contrasta fortemente com a maioria dos sistemas quânticos atuais, que dependem de circuitos supercondutores feitos à medida ou de iões aprisionados, cada um exigindo fabrico e montagem altamente especializados.
Ao aproveitar linhas CMOS mainstream, a empresa aposta que os processadores quânticos podem escalar à velocidade e ao custo do fabrico tradicional de chips.
A mesma base industrial que produz milhares de milhões de transístores poderia, em princípio, produzir milhões de qubits. Essa mudança transforma o hardware quântico de artesanal em industrial - algo que investidores e decisores políticos exigem há anos.
Uma arquitetura construída para escalar e para IA
Por dentro, o processador quântico usa uma arquitetura modular em “tiles” (mosaicos). Cada tile agrupa os próprios qubits, além dos circuitos necessários para os ler e controlar. Estes tiles podem depois ser dispostos numa grelha, um pouco como adicionar mais GPUs a um chassis de servidor.
Este layout matricial foi concebido a pensar na escala: a pegada dos racks mantém-se aproximadamente igual, enquanto o número de qubits pode crescer até aos milhões através da adição de tiles e da sobreposição de sistemas.
Concebido a pensar em aprendizagem automática
A Quantum Motion não está a pensar apenas no hardware. O sistema de controlo inclui algoritmos de auto-calibração baseados em técnicas de aprendizagem automática. Os processadores quânticos são notoriamente difíceis de afinar: cada qubit precisa de ajustes constantes para se manter utilizável.
Automatizar este processo com calibração assistida por IA reduz a carga de trabalho dos engenheiros e deverá manter o sistema estável por períodos mais longos - um requisito-chave se as empresas quiserem executar cargas de trabalho sérias, e não apenas demonstrações de laboratório.
Funciona com ferramentas de software quântico existentes
Do lado do software, a máquina já suporta Qiskit e Cirq, as duas frameworks open-source mais adotadas atualmente em computação quântica. Essa compatibilidade significa que os programadores não precisam de reescrever o seu código para usar o sistema britânico.
- Qiskit: originalmente desenvolvido em torno do hardware quântico da IBM, popular em universidades e grandes empresas.
- Cirq: criado pela Google, amplamente usado em laboratórios de investigação e startups para desenho de algoritmos e benchmarking.
Qualquer organização com experiências quânticas em curso, programas de formação ou projetos de prova de conceito pode portá-los diretamente. Isto reduz a barreira de entrada para empresas que têm observado o quântico à margem, mas hesitaram devido ao risco de integração.
Cadeia de fornecimento industrial, não bancada de laboratório
A escolha mais estratégica feita pela Quantum Motion pode ser menos glamorosa do que algoritmos quânticos: trabalhar com fundições industriais de chips em vez de construir tudo internamente.
Usar as mesmas instalações de alto volume que produzem processadores para eletrónica de consumo traz várias vantagens:
| Aspeto | Construções quânticas convencionais | Abordagem da Quantum Motion |
|---|---|---|
| Fabrico | Fabrico pequeno e personalizado | Linhas CMOS padrão de 300 mm |
| Estrutura de custos | Custo unitário alto, baixo volume | Custo unitário mais baixo à escala |
| Fiabilidade | Afinado manualmente, variável | Controlo de processo industrial |
| Escalabilidade | Limitada pela capacidade do laboratório | Limitada pela capacidade global das fundições |
Para o Reino Unido, esta estratégia também se encaixa em objetivos mais amplos de soberania tecnológica: manter partes-chave da cadeia de valor quântica sob controlo britânico ou de aliados, enquanto se aproveita a força de fabrico global.
Do teste de laboratório a problemas do mundo real
O National Quantum Computing Centre planeia submeter o sistema a testes de esforço com aplicações reais, em vez de benchmarks de brinquedo. Quatro domínios estão no topo da agenda: química, modelação molecular, criptografia e otimização.
Estas são áreas onde os computadores clássicos atingem limites duros e onde métodos quânticos prometem benefícios claros.
- Química e modelação molecular: simular moléculas complexas para novos medicamentos, baterias ou catalisadores industriais.
- Criptografia: avaliar ameaças futuras aos esquemas de encriptação atuais e desenhar protocolos resistentes ao quântico.
- Otimização: resolver problemas de calendarização, logística e alocação de portefólio com milhares de variáveis.
- Ciência dos materiais: desenhar ligas ou supercondutores com propriedades-alvo específicas.
Se a máquina conseguir demonstrar desempenho estável nestas tarefas, passa de “experiência interessante” para “ferramenta que as empresas conseguem justificar nos seus orçamentos de TI”.
Quântico em silício como produto de centro de dados
A visão a longo prazo é surpreendentemente pragmática: hardware quântico que se comporta como um acelerador especializado, semelhante à forma como GPUs e chips de IA são hoje encaixados em racks.
Até 2030, a Quantum Motion quer oferecer sistemas compactos e interligáveis em rede que possam ficar ao lado de servidores convencionais em centros de dados padrão. Vários racks quânticos poderiam ser ligados entre si, atuando como recursos partilhados para bancos, farmacêuticas ou agências governamentais.
Pense nisto como uma “GPU quântica”: um dispositivo a que se recorre quando um trabalho é demasiado complexo para máquinas clássicas por si só, integrado via APIs e plataformas cloud, em vez de estar pousado na mesa ótica de um físico.
O que torna o quântico baseado em silício diferente?
A maioria dos leitores já ouviu falar de qubits supercondutores e talvez de iões aprisionados. A computação quântica baseada em silício funciona de forma diferente, e compreender essa diferença esclarece por que motivo este anúncio britânico importa.
De forma muito simplificada:
- Os qubits são formados usando estruturas minúsculas em silício, frequentemente envolvendo eletrões individuais aprisionados em pontos quânticos (quantum dots).
- O seu estado é controlado e lido usando tensões e impulsos de micro-ondas, técnicas não muito distantes do desenho avançado de chips clássicos.
- Como tudo assenta numa bolacha (wafer) de silício, liga-se de forma mais natural à tecnologia de transístores existente e a circuitos de controlo no próprio chip.
Esta compatibilidade é a vantagem estratégica. Oferece um caminho em que eletrónica quântica e clássica podem viver nos mesmos tipos de chips, usando métodos de fabrico maduros, em vez de materiais e geometrias exóticas.
Benefícios, riscos e o que pode correr mal
Para as empresas, a vantagem é clara: se o quântico em silício escalar como prometido, os custos de acesso descem, o hardware torna-se mais fiável e a integração com stacks de TI existentes fica mais fácil. As empresas poderiam planear roteiros de vários anos com base em hardware que parece e se comporta como infraestrutura familiar.
Existem, contudo, incertezas sérias. As taxas de erro quântico continuam elevadas, e algoritmos úteis precisam de grandes números de qubits estáveis. O silício introduz as suas próprias fontes de ruído, e avançar para milhões de qubits traz desafios de engenharia e térmicos que ainda não foram resolvidos à escala.
Há também uma dimensão geopolítica. Uma plataforma quântica verdadeiramente escalável e industrial altera equilíbrios de poder em criptografia, investigação de materiais e tecnologia de defesa. Os governos vão acompanhar de perto como estas máquinas são exportadas, quem as pode comprar e que tipo de controlos de software exigem.
O que isto pode significar para utilizadores comuns
Ninguém terá um portátil quântico tão cedo, mas o impacto pode ainda assim chegar ao dia a dia. Uma farmacêutica que use uma máquina destas poderá encurtar ciclos de desenvolvimento de medicamentos. Um operador logístico poderá planear rotas que reduzam consumo de combustível e congestionamento. Instituições financeiras poderão executar modelos de risco mais precisos, afetando indiretamente crédito à habitação, seguros e pensões.
Para programadores e estudantes, a principal mudança é psicológica: o quântico passa de algo que existe apenas em plataformas cloud dos EUA para uma caixa tangível numa instalação no Reino Unido, a correr frameworks familiares numa arquitetura que, finalmente, parece fabricável à escala. Só isso poderá incentivar uma nova vaga de startups e projetos de investigação a tratar o quântico como uma ferramenta acessível, em vez de uma experiência distante.
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