Investigadores do INESC TEC desenvolvem novo algoritmo híbrido que melhora a fiabilidade da computação quântica
Investigadores do INESC TEC desenvolveram um novo algoritmo híbrido quântico-clássico que promete tornar a computação quântica mais prática e resiliente aos desafios dos dispositivos quânticos atuais. A investigação, intitulada “Bayesian Quantum Amplitude Estimation”, propõe uma abordagem inovadora para uma das tarefas fundamentais da computação quântica – o cálculo da amplitude, com aplicações em áreas como engenharia, finanças e inteligência artificial.
Este avanço representa um passo importante para tornar a computação quântica mais acessível, prática e escalável, aproximando a sua aplicação concreta em problemas reais.
Em concreto, este estudo pretende juntar o melhor dos dois mundos: o poder de aceleração da computação quântica e a estabilidade e fiabilidade dos métodos clássicos. Segundo Alexandra Ramôa e Luís Paulo Santos, autores do artigo e investigadores do INESC TEC na área de computação quântica, o novo algoritmo mantém a vantagem quântica conhecida para este tipo de problemas, mas apresenta um melhor desempenho em condições realistas, isto é, em condições onde o ruído e as limitações dos dispositivos quânticos atuais dificultam a obtenção de resultados consistentes.
“Queremos adaptar algoritmos quânticos com utilidade prática à realidade das máquinas quânticas atuais. O nosso objetivo é que estes algoritmos não sejam apenas teoricamente vantajosos, mas também possíveis de serem aplicados de forma eficiente nos computadores quânticos que já temos disponíveis”, explica a investigadora e também aluna de doutoramento da Universidade do Minho na área de computação quântica.
A estimativa da amplitude é uma operação fundamental em vários tipos de cálculo, por exemplo, em métodos de integração numérica, como é o caso dos algoritmos de Monte Carlo, amplamente utilizados pela comunidade científica nas áreas de modelação financeira, simulação de risco e até otimização de processos. “A computação quântica permite uma redução quadrática do custo de processamento face às abordagens tradicionais. Por exemplo, se este aumentar 100 no caso clássico, no caso quântico vai aumentar apenas 10, ou seja, consegue obter resultados equivalentes com muito menos recursos computacionais”, acrescenta a investigadora.
Nos testes realizados, o novo algoritmo superou todas as alternativas avaliadas, tendo apresentado um menor erro para qualquer custo computacional, ao mesmo tempo que apresentou maior robustez ao ruído, nomeadamente à decoerência, um dos fenómenos que mais afeta a estabilidade dos sistemas quânticos atuais, e que representa a perda da coerência quântica devido à interação de um sistema com o seu ambiente.
Os investigadores mencionados na notícia têm vínculo ao INESC TEC e à Universidade do Minho (UMinho).