Builtido a partir do mesmo tipo de chips de silício que alimentam os smartphones, um novo computador quântico britânico acabou de passar da teoria para hardware pronto a ligar e usar, desafiando o domínio dos gigantes tecnológicos dos EUA no seu próprio terreno.
Um avanço quântico com aspeto de equipamento informático comum
Numa instalação de investigação em Inglaterra, a startup londrina Quantum Motion entregou aquilo que muitos na indústria diziam que demoraria muito mais: um computador quântico totalmente integrado, “full-stack”, feito exclusivamente a partir de chips de silício padrão.
A máquina já está instalada no National Quantum Computing Centre do Reino Unido. Em vez de encher um laboratório com hardware experimental frágil, o sistema vive dentro de três racks de servidor standard de 19 polegadas, o mesmo formato usado em centros de dados em todo o mundo.
Esta é a primeira vez que uma stack 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 refrigeração 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 poderiam, de facto, implementar.
Chips ao estilo dos smartphones a fazer física quântica
O núcleo da máquina assenta no 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 à mão num laboratório, a Quantum Motion envia os desenhos para fundições industriais convencionais.
Esta abordagem significa que os “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 tirar partido das linhas CMOS convencionais, 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. Esta mudança transforma o hardware quântico de artesanal em industrial - algo que investidores e decisores políticos têm exigido há anos.
Uma arquitetura concebida para escalar e para IA
Por baixo do capô, o processador quântico usa uma arquitetura modular em “tiles” (módulos). Cada tile agrupa os próprios qubits, mais os 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 em matriz é pensado para escalar: o volume físico dos racks mantém-se aproximadamente o mesmo, enquanto o número de qubits pode crescer para milhões, adicionando tiles e empilhando sistemas.
Concebido a pensar em aprendizagem automática
A Quantum Motion não está apenas a pensar no hardware. O sistema de controlo inclui algoritmos de auto-calibração suportados por técnicas de aprendizagem automática. Os processadores quânticos são notoriamente caprichosos: cada qubit precisa de afinação constante 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 essencial 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, os dois frameworks open-source mais adotados hoje 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, programas de formação ou projetos de prova de conceito pode migrá-los diretamente. Isso reduz a barreira de entrada para empresas que têm observado a computação quântica à distância, 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 grande volume que produzem processadores para eletrónica de consumo traz várias vantagens:
| Aspeto | Construções quânticas convencionais | Abordagem da Quantum Motion |
|---|---|---|
| Fabrico | Produção pequena e personalizada | Linhas CMOS padrão de 300 mm |
| Estrutura de custos | Custo unitário elevado, baixo volume | Custo unitário mais baixo à escala |
| Fiabilidade | Afinado à mão, 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 enquadra em objetivos mais amplos de soberania tecnológica: manter partes-chave da cadeia de valor quântica sob controlo britânico ou de aliados, enquanto ainda aproveita a força de fabrico global.
Do teste de laboratório a problemas do mundo real
O National Quantum Computing Centre planeia colocar o sistema à prova em 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 batem em limites difíceis, e onde os 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 à computação quântica.
- Otimização: atacar problemas de escalonamento, logística e alocação de portefólios 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” a “ferramenta que as empresas conseguem justificar nos seus orçamentos de TI”.
Quântico em silício como produto de centro de dados
A visão de 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 standard. 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, integrado via APIs e plataformas cloud, em vez de estar numa mesa ótica de um físico.
O que torna o quântico 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 clarifica porque é que este anúncio britânico importa.
De forma muito simplificada:
- Os qubits são formados usando estruturas minúsculas em silício, muitas vezes 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 design avançado de chips clássicos.
- Como tudo assenta numa wafer de silício, liga-se mais naturalmente 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 coexistir nos mesmos tipos de chips, usando métodos de fabrico maduros em vez de materiais e geometrias exóticos.
Benefícios, riscos e o que pode correr mal
Para as empresas, o lado positivo é claro: 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 simples. As empresas poderiam planear roadmaps plurianuais em torno de hardware que se parece e se comporta como infraestrutura familiar.
Há, naturalmente, 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 observarão 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
As pessoas não vão ter um portátil quântico tão cedo, mas o impacto pode ainda assim chegar ao dia a dia. Uma farmacêutica que use uma máquina destas pode encurtar ciclos de desenvolvimento de medicamentos. Um operador logístico pode planear rotas que reduzam consumo de combustível e congestionamento. Empresas financeiras podem correr modelos de risco mais precisos, afetando indiretamente hipotecas, seguros e pensões.
Para programadores e estudantes, a mudança-chave é psicológica: o quântico passa de algo que vive apenas em plataformas cloud dos EUA para uma caixa tangível numa instalação do Reino Unido, a correr frameworks familiares numa arquitetura que finalmente parece fabricável à escala. Só isso pode 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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