Um supercomputador na Alemanha fez algo que nenhuma máquina jamais fez: simulou completamente um computador quântico de 50 qubits. A façanha, realizada no primeiro supercomputador exascale da Europa, chamado JUPITER, quebra o recorde mundial anterior de 48 qubits, estabelecido pela mesma equipe de pesquisa em 2019 usando um sistema japonês.
Por que simular um computador quântico é importante
Pesquisadores do Jülich Supercomputing Centre, em parceria com a NVIDIA, rodaram a simulação para testar algoritmos e explorar como futuros sistemas quânticos se comportarão. O hardware quântico real ainda não é poderoso o suficiente para lidar com muitas dessas tarefas. Simulações permitem que cientistas validem resultados experimentais e desenvolvam novos algoritmos antes que as máquinas existam para executá-los. Dois algoritmos de particular interesse são o Variational Quantum Eigensolver, usado para estudar moléculas e materiais, e o Quantum Approximate Optimisation Algorithm, que lida com problemas de otimização em logística, finanças e inteligência artificial.
A dificuldade impressionante do cálculo
Simular um computador quântico em uma máquina clássica é brutalmente difícil porque cada qubit adicional dobra a memória e o poder de computação necessários. Um laptop comum consegue lidar com cerca de 30 qubits. Para 50 qubits, a simulação precisou de cerca de 2 petabytes de memória, ou aproximadamente dois milhões de gigabytes. Apenas os maiores supercomputadores do mundo conseguem fornecer isso. Cada operação, como aplicar uma porta quântica, afeta mais de 2 quatrilhões de valores numéricos, um 2 seguido de 15 zeros. Esses valores precisam ficar sincronizados entre milhares de nós de computação para imitar com precisão um processador quântico real.
O JUPITER, primeiro supercomputador exascale da Europa, foi lançado oficialmente no Forschungszentrum Jülich em setembro de 2025. O sistema depende dos NVIDIA GH200 Superchips, que conectam firmemente unidades centrais de processamento e unidades de processamento gráfico. Esse design permite que dados que excedem a memória da GPU sejam armazenados temporariamente na memória da CPU sem perda de desempenho.
O que isso significa para a pesquisa quântica
A professora Kristel Michielsen, diretora do Jülich Supercomputing Centre, observou que esse caso de uso mostra como o progresso na computação de alto desempenho e na pesquisa quântica estão interligados hoje. O avanço não substitui a necessidade de hardware quântico real, mas dá aos cientistas uma ferramenta poderosa para desenvolver e testar algoritmos quânticos agora. Também demonstra que supercomputadores clássicos, quando levados ao limite, ainda podem expandir a fronteira da pesquisa quântica.
