A IBM demonstrou um sistema de refrigeração capaz de reduzir a temperatura para cerca de 10 milikelvin, o equivalente a quase -273,14 °C, 180 vezes mais frio que o espaço profundo. Por trás dessa extraordinária “refrigeradora” está um esforço para solucionar um dos problemas mais complexos na escalabilidade da computação quântica: como conectar um número cada vez maior de chips, mantendo o ambiente extremamente frio necessário para seu funcionamento.
A geladeira é mais fria que o espaço sideral
Os computadores quânticos supercondutores da IBM utilizam qubits altamente sensíveis a ruídos. O calor e influências externas podem perturbar o estado quântico necessário, causando erros nos cálculos. Portanto, os processadores quânticos da IBM precisam ser mantidos a temperaturas abaixo de 15 milikelvin, próximas do zero absoluto.
O novo sistema pode atingir aproximadamente 10 milikelvin. Para manter essa temperatura, a IBM utiliza compressores de hélio, um resfriador de diluição e camadas de blindagem térmica e eletromagnética. O processo de resfriamento também leva mais de quatro dias para reduzir a temperatura do sistema para cerca de 4.000 K, antes de resfriá-lo ainda mais para abaixo de 15 milikelvin.
No entanto, atingir temperaturas extremamente baixas não é o objetivo final. O maior desafio é manter essas condições à medida que o número de chips quânticos continua a aumentar.
O problema maior reside na escalabilidade
Um chip quântico só pode conter um número limitado de qubits. Para realizar cálculos mais complexos, a IBM precisa de mais chips, qubits e fios de conexão. Mas quanto mais hardware é adicionado ao sistema, mais difícil se torna controlar a temperatura e manter um ambiente extremamente frio. Se um único sistema de refrigeração grande o suficiente para abrigar centenas de QPUs fosse construído, a estrutura se tornaria complexa e de difícil manutenção. Cada atualização ou reparo poderia perturbar o ambiente térmico interno.
A IBM, portanto, optou por uma abordagem diferente: dividir o sistema de refrigeração em vários módulos interconectados.
Cada novo módulo tem aproximadamente 2,4 metros de altura e largura, com um espaço interno de cerca de 0,25 m³. De acordo com a IBM, esse design oferece até 12 vezes mais espaço para cabeamento do que os sistemas quânticos que a empresa utiliza atualmente.
A questão principal é que os módulos não operam de forma completamente independente. A IBM está desenvolvendo maneiras de conectá-los para que vários processadores quânticos possam trabalhar juntos no mesmo sistema.
Conecte os “refrigeradores” usando cabos supercondutores
A tecnologia chave aqui é o acoplador em L, um cabo de alumínio supercondutor com aproximadamente 1 metro de comprimento. Em computadores quânticos convencionais, os qubits realizam operações de dois qubits por meio de acopladores integrados. Os acopladores em L ampliam essa capacidade para distâncias maiores, permitindo a conexão de qPUs localizadas em diferentes módulos de resfriamento.
A IBM afirmou que esta é a primeira vez que pesquisadores demonstraram a capacidade de conectar QPUs em módulos de resfriamento separados, mantendo simultaneamente a temperatura operacional necessária.
A longo prazo, este projeto foi concebido para permitir a conexão de centenas de chips quânticos, em vez de forçá-los a caber em um único sistema de resfriamento.
A meta é alcançar 1.000 qubits até 2027
A IBM planeja implantar sua arquitetura de resfriamento modular a partir de 2027. Os primeiros sistemas podem consistir em 2 a 3 módulos, suportando cerca de 1.000 qubits.
Este será um passo em direção ao Quantum Starling, o sistema de computação quântica que a IBM pretende implementar até 2029. O Starling foi projetado com cerca de 200 qubits lógicos e a capacidade de implementar até 100 milhões de portas quânticas. Caso esse objetivo seja alcançado, a IBM espera ser capaz de realizar cálculos quânticos muito além das capacidades dos supercomputadores atuais em áreas como química, ciência dos materiais e física teórica.
No entanto, o novo sistema da IBM ainda está em fase inicial.
Ainda não existem computadores quânticos tolerantes a falhas
Até o momento, a IBM demonstrou apenas que dois módulos de refrigeração podem ser conectados e manter a temperatura necessária simultaneamente. Pesquisadores testaram cálculos simples de portas lógicas com o processador Flamingo, mas ainda não realizaram cálculos complexos entre módulos. A IBM planeja incorporar o processador da geração Nighthawk ao sistema em um futuro próximo.
Isso significa que o novo “refrigerador” ainda não é um computador quântico completo e tolerante a falhas. Ele faz parte da infraestrutura que a IBM precisa para avançar em direção a esse objetivo.
Computadores quânticos tolerantes a falhas exigem a capacidade de corrigir erros que surgem durante a computação, enquanto os próprios qubits são altamente suscetíveis a ruídos. A IBM argumenta que o caminho para esse objetivo não depende de uma única invenção, mas requer milhares de melhorias em processadores, software, sistemas de controle, correção de erros e infraestrutura.
Portanto, a maior importância do novo sistema não reside na temperatura mínima que a IBM consegue atingir. O ponto crucial é que a empresa busca transformar uma infraestrutura de refrigeração anteriormente difícil de escalar em um sistema modular e interconectado.
Se essa arquitetura funcionar como esperado, a IBM poderá aumentar gradualmente o número de chips e qubits sem precisar construir um único “super refrigerador”. Essa é a base que a empresa precisa para avançar de seus sistemas quânticos atuais para sua meta de 1.000 qubits até 2027 e o computador quântico tolerante a falhas Starling até 2029.
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Esta postagem foi modificada pela última vez em 27/08/2026 11:38