Em laboratórios e centros de pesquisa ao redor do mundo, a promessa da computação quântica continua a inspirar investimentos e esperanças — mas um novo benchmark desenvolvido pelo Sandia National Laboratories coloca essa promessa em perspectiva rigorosa: os melhores computadores quânticos disponíveis hoje operam a cerca de 1.824 QUOPS, enquanto aplicações verdadeiramente transformadoras exigiriam entre 250 e 340 milhões. É a diferença entre um lampejo de potencial e a luz plena — e medi-la com honestidade é, em si, um avanço.
Novo benchmark revela computadores quânticos ainda 100 mil vezes mais fracos que o necessário
Máquinas atuais precisam aumentar capacidade em 100 mil vezes
Por que esse benchmark é diferente dos testes que já existiam?
Porque os testes antigos mediam coisas isoladas — quantos qubits uma máquina tem, ou quão rápida ela é. Mas velocidade não significa nada se você não consegue executar um circuito grande o suficiente para resolver um problema real. O QUOPS mede os dois ao mesmo tempo.
Mas como você sabe que esses números de 250 a 340 milhões QUOPS são realmente o que é necessário? Quem definiu isso?
Esses números vêm de estimativas sobre o que seria necessário para quebrar criptografia RSA-2048 ou modelar moléculas complexas. Não é uma medição direta — é uma projeção baseada em cálculos teóricos.
E qual é a diferença prática entre o Helios-1 e os processadores da Google e IBM?
O Helios-1 consegue executar circuitos muito maiores, mas demora mais tempo. Os processadores da Google e IBM são muito mais rápidos, mas só conseguem executar circuitos pequenos. É um trade-off.
Então nenhum deles é claramente melhor?
Exatamente. Cada um fez escolhas diferentes no design. Não há uma solução óbvia que seja superior em tudo.
O que precisa acontecer para fechar esse intervalo de 100 mil vezes?
Reduzir significativamente as taxas de erro, aumentar o número de qubits físicos, ou desenvolver arquiteturas mais eficientes. Provavelmente será necessário fazer tudo isso.
E quanto tempo isso vai levar?
O estudo não diz. Mas a escala do desafio — cinco ordens de magnitude — sugere que ainda estamos em estágios bem iniciais.
El Pulso
- A computação quântica carecia de uma régua comum: cada fabricante apresentava métricas próprias, tornando impossível comparar máquinas de arquiteturas radicalmente diferentes.
- O QUOPS expõe uma lacuna de cinco ordens de magnitude entre o melhor hardware atual e o desempenho necessário para quebrar criptografia RSA-2048 ou modelar moléculas complexas.
- O Helios-1 da Quantinuum executa os maiores circuitos, mas sua lentidão estrutural contrasta com a velocidade dos processadores supercondutores da Google e IBM — que, por sua vez, ficam presos em grades rígidas de qubits.
- Nenhuma arquitetura vence em todos os critérios: velocidade e capacidade de circuito revelam-se, por ora, objetivos em tensão permanente.
- Pesquisadores apontam que fechar o intervalo exigirá redução drástica de erros, mais qubits físicos e sistemas tolerantes a falhas — um roteiro longo, mas agora com uma bússola mais confiável.
Em laboratórios e centros de pesquisa ao redor do mundo, a promessa da computação quântica continua a inspirar investimentos e esperanças — mas um novo benchmark desenvolvido pelo Sandia National Laboratories coloca essa promessa em perspectiva rigorosa: os melhores computadores quânticos disponíveis hoje operam a cerca de 1.824 QUOPS, enquanto aplicações verdadeiramente transformadoras exigiriam entre 250 e 340 milhões. É a diferença entre um lampejo de potencial e a luz plena — e medi-la com honestidade é, em si, um avanço.
Um novo benchmark chamado QUOPS, desenvolvido pelo Sandia National Laboratories, colocou frente a frente os computadores quânticos mais avançados da Google, IBM e Quantinuum — e o resultado é revelador: o melhor desempenho registrado em hardware físico chegou a 1.824 QUOPS, enquanto aplicações práticas de grande impacto exigiriam entre 250 e 340 milhões. A diferença é de cinco ordens de magnitude.
Ao contrário dos métodos tradicionais, que avaliavam características isoladas como número de qubits ou taxas de erro, o QUOPS mede simultaneamente o tamanho dos maiores circuitos que uma máquina consegue executar corretamente e a velocidade com que o faz. Para isso, o teste utiliza padrões aleatórios de operações entre qubits que imitam circuitos usados em cálculos científicos reais.
Os resultados evidenciaram diferenças profundas entre as arquiteturas. O Helios-1, processador de íons aprisionados da Quantinuum, liderou em capacidade de circuito, superando 1.500 QUOPS, graças à flexibilidade de comunicação entre seus qubits. Porém, mover íons leva tempo, tornando o sistema relativamente lento. Já os processadores supercondutores da Google e IBM operam em grades rígidas que limitam a comunicação entre qubits — o que resultou em pontuações de cerca de 200 QUOPS — mas compensam com velocidade: o Willow, da Google, chegou a 20 milhões de operações por segundo.
Essa tensão entre velocidade e capacidade de circuito é justamente o que o QUOPS procura capturar. Uma máquina veloz que não executa circuitos suficientemente grandes não resolve os problemas para os quais a computação quântica foi concebida.
Para os pesquisadores, o benchmark oferece algo que faltava ao campo: uma régua comum, capaz de tornar o progresso verificável e resistente a exageros. Fechar o intervalo identificado exigirá avanços em correção de erros, aumento de qubits e arquiteturas tolerantes a falhas — mas agora, ao menos, sabe-se com precisão o tamanho do caminho.
Um novo teste de desempenho colocou lado a lado os computadores quânticos mais avançados do mundo e revelou uma verdade incômoda: a tecnologia ainda está aproximadamente 100 mil vezes mais fraca do que precisaria ser para resolver os problemas pelos quais foi desenvolvida.
O teste, chamado Quantum Universal Operation Performance System (QUOPS), foi criado por pesquisadores do Sandia National Laboratories, nos Estados Unidos. A equipe aplicou o benchmark a máquinas da Google, IBM e Quantinuum, medindo não apenas a velocidade das máquinas, mas também o tamanho dos circuitos quânticos que conseguem executar com sucesso. O resultado mais importante é direto: o melhor desempenho registrado em hardware físico alcançou 1.824 QUOPS. Problemas considerados grandes desafios para a computação quântica — como quebrar a criptografia RSA-2048 ou modelar moléculas complexas para aplicações em química — exigiriam entre 250 milhões e 340 milhões de QUOPS. A diferença é de cinco ordens de magnitude.
Até agora, não havia uma maneira padronizada de comparar o poder computacional de diferentes sistemas quânticos usando a mesma escala. Os métodos tradicionais avaliavam características isoladas: a quantidade de qubits, as taxas de erro de operações específicas. O QUOPS adota uma abordagem diferente. O teste executa padrões aleatórios de operações entre qubits que funcionam como representações de circuitos semelhantes aos utilizados em cálculos científicos reais. Dessa maneira, o benchmark mede o tamanho dos maiores circuitos computacionalmente relevantes que uma máquina consegue executar corretamente, além da velocidade com que realiza essas operações. A ideia é oferecer uma comparação mais direta entre arquiteturas diferentes.
Os testes mostraram diferenças consideráveis entre os computadores analisados, relacionadas às próprias arquiteturas utilizadas para construí-los. O Helios-1, processador de íons aprisionados da Quantinuum, foi capaz de lidar com os maiores cálculos entre os sistemas avaliados, alcançando uma pontuação superior a 1.500 QUOPS. Uma das vantagens dessa arquitetura é a disposição flexível dos qubits, que permite que eles se comuniquem com qualquer outro qubit. O problema é que o deslocamento dos íons leva tempo, tornando o sistema relativamente lento. Os processadores supercondutores da Google e da IBM seguem uma estratégia diferente. Neles, os qubits são organizados em grades rígidas nos chips, o que limita a comunicação entre determinados qubits. Como consequência, os sistemas apresentaram pontuações de aproximadamente 200 QUOPS. Por outro lado, as máquinas supercondutoras são consideravelmente mais rápidas. O processador Willow, do Google, chegou a executar 20 milhões de operações por segundo.
Os resultados também mostram por que medir apenas a velocidade de um computador quântico pode ser enganoso. Uma máquina pode executar operações muito rapidamente, mas ainda assim não conseguir realizar um circuito suficientemente grande para solucionar um problema útil. É justamente essa diferença que o QUOPS procura capturar. Uma máquina rápida que não consegue executar circuitos grandes não resolve os problemas para os quais a computação quântica foi desenvolvida.
Fechar esse enorme intervalo exigirá avanços em diferentes aspectos da tecnologia. De acordo com o estudo, será necessário reduzir significativamente as taxas de erro, aumentar o número de qubits físicos ou desenvolver arquiteturas de computadores quânticos mais eficientes. Os autores reforçam a importância de abordagens de computação quântica tolerantes a falhas — sistemas que conseguem manter a precisão mesmo quando componentes individuais falham.
A comparação também evidencia que não existe uma arquitetura claramente superior em todos os aspectos avaliados. O Helios-1 conseguiu executar circuitos maiores, mas é mais lento. Google e IBM alcançaram velocidades de operação muito maiores, mas tiveram pontuações QUOPS menores. Essas diferenças estão diretamente relacionadas às escolhas feitas no desenvolvimento de cada sistema — cada fabricante fez compromissos diferentes entre velocidade e capacidade de circuito.
Para os pesquisadores, uma régua comum pode ajudar a acompanhar de maneira mais transparente a evolução da computação quântica. Em vez de analisar apenas números isolados, o QUOPS procura medir a capacidade efetiva das máquinas de executar circuitos de tamanho relevante. O objetivo é permitir que cientistas e outros envolvidos no desenvolvimento da tecnologia acompanhem o progresso dos sistemas e verifiquem de maneira independente sua capacidade computacional — criando um padrão que torna impossível exagerar o que as máquinas conseguem realmente fazer.
Citas Notables
Os computadores quânticos atuais ainda precisam aumentar sua capacidade computacional em aproximadamente 100 mil vezes para alcançar esse tipo de aplicação— Pesquisadores do Sandia National Laboratories