D-Wave e a supremacia quântica posta em causa por simulações em portátil

A máquina quântica da D-Wave tinha feito algo que parecia merecer atenção: acompanhou a dinâmica de centenas de partículas presas num sistema magnético enredado e desordenado. Era o tipo de simulação que se torna exponencialmente mais difícil à medida que se acrescentam partículas.

A tarefa era tão intrincada que um artigo de março de 2025, publicado na Science, concluiu que nenhum computador clássico a conseguiria reproduzir. Os autores confrontaram os seus resultados com todos os métodos clássicos então disponíveis, mas nada chegou perto.

Essa conclusão surgiu como uma afirmação formal de supremacia quântica: um problema que o hardware quântico conseguia resolver e que os computadores comuns, pura e simplesmente, não conseguiriam.

Textos deste tipo costumam reorientar carreiras, financiamento e até a narrativa sobre para que tecnologia o campo deve apostar. Um grupo de físicos em Nova Iorque leu o artigo, ficou desconfiado - e começou a programar.

Resolver problemas de física em portáteis

Quem liderou essa reacção foi Joseph Tindall, investigador associado no Centro de Física Quântica Computacional (CCQ), no Flatiron Institute.

Ele e os seus colegas dedicam-se a encontrar formas de fazer passar problemas de física quântica por computadores tradicionais.

A equipa do CCQ é especialista em descobrir novas maneiras de atacar problemas quânticos com hardware comum. Sempre que aparece um resultado rotulado como “além do clássico”, eles procuram técnicas que os autores possam não ter considerado. Desta vez, já tinham ferramentas novas prontas.

Por isso, escolheram aquele artigo como alvo. A simulação envolvia centenas de qubits em interacção, distribuídos por redes bidimensionais e tridimensionais, e a equipa da D-Wave sustentava que nenhuma abordagem clássica conseguiria acompanhar.

A alegação de supremacia quântica

A expressão “além do clássico” tem um peso particular nesta área. Quando uma experiência quântica cruza essa fronteira, sugere uma vantagem no mundo real para máquinas delicadas que os investigadores vêm a construir há mais de uma década. O artigo de 2025 defendia precisamente isso.

Em concreto, a equipa da D-Wave mediu como um vidro de spin quântico - um sistema desordenado de interacções magnéticas - evoluía ao longo do tempo.

Depois de comparar com os métodos clássicos disponíveis na altura, concluiu que a simulação estava fora de alcance sem hardware quântico.

Um anúncio de supremacia quântica destes atrai dinheiro, talento e atenção política para as máquinas quânticas. E é também o tipo de manchete que Tindall e os seus colegas tendem a ler com sobrancelhas levantadas.

Porque é que os qubits resistem

A razão para estas simulações se tornarem tão difíceis está na matemática. Os qubits, equivalentes quânticos dos 0 e 1 dos computadores comuns, podem manter uma combinação dos dois valores em simultâneo. Em teoria, é poderoso. Em simulação, é extraordinariamente caro.

Algumas dezenas de qubits entrelaçados já geram um estado grande demais para ser guardado directamente. Esse estado - a função de onda - cresce exponencialmente à medida que entram mais qubits.

O emaranhamento quântico agrava o problema. Dois qubits em extremos opostos de uma rede podem ficar ligados de uma forma que a matemática clássica não consegue separar, o que obriga a acompanhar o sistema inteiro de uma só vez, em vez de o dividir por partes.

Um algoritmo mais antigo

Para contornar isso, Tindall recuperou uma ideia dos anos 1980. A propagação de crenças foi concebida para lidar com dados incertos - a base matemática por detrás da correcção de erros e da visão computacional. Tem quatro décadas e voltou a ser útil.

O método é aproximado, não exacto. É esse compromisso que o torna barato: leve o suficiente para correr em hardware que muitos cientistas já têm na secretária - incluindo o portátil que Tindall usou.

Tindall combinou essa abordagem antiga com uma estrutura matemática mais recente. A propagação de crenças acompanhou como o emaranhamento se espalhava entre partículas durante a simulação, e uma versão mais cuidadosa do mesmo método permitiu extrair as respostas finais.

Compressão e redes de tensores

A outra metade do truque recorreu a redes de tensores - estruturas matemáticas que representam um estado quântico através de tabelas de números ligadas entre si.

Em vez de listar todas as configurações possíveis, a técnica guarda apenas os padrões que efectivamente surgem. Não tudo. Só esses.

Tindall executou os cálculos iniciais num portátil com uma biblioteca de software chamada ITensor, desenvolvida pela equipa do CCQ ao longo da última década. Sem hardware especializado. Sem máquina quântica. Apenas código.

O que tornou isto possível foi representar o sistema em três dimensões, em vez de o achatar para algo mais simples.

Essa abordagem tridimensional é mais difícil de concretizar no mundo clássico - e foi exactamente aí que o resultado da D-Wave colocou a fasquia.

Métodos quânticos vs. métodos clássicos

Quando a equipa comparou a sua simulação com os resultados da D-Wave, os números coincidiram. O método clássico reproduziu a saída da máquina quântica e também bateu certo com previsões teóricas em problemas de teste menores, onde é possível verificar respostas exactas.

Esse desfecho vai directamente contra a alegação de supremacia de 2025. Mesmas respostas, sem computador quântico. E a versão clássica correu em hardware que qualquer pessoa pode comprar numa loja.

Nada disto significa que os computadores quânticos estejam condenados. Longe disso. Mas o resultado sugere que comparações anteriores podem ter deixado na mesa técnicas clássicas úteis ao avaliar que problemas exigem mesmo máquinas quânticas.

O que muda agora

Uma consequência directa deste trabalho é clara: a afirmação de supremacia quântica de 2025 não se sustenta. As futuras alegações de supremacia terão de superar linhas de base clássicas mais fortes, incluindo métodos de redes de tensores como os que Tindall e os seus co-autores utilizaram.

O grupo de Tindall está agora a avançar para problemas mais difíceis, envolvendo electrões que saltam entre sítios de uma rede - o tipo de sistema que descreve materiais quânticos reais. Estas simulações ligam-se directamente à previsão do comportamento de novos supercondutores à escala atómica.

Essa família de problemas mantém-se teimosamente difícil há décadas. Mas as ferramentas clássicas avançaram mais depressa do que muitos previam, e a linha entre o que um portátil consegue suportar e o que só um computador quântico consegue fazer continua a deslocar-se.