PsiQuantum quer construir um computador quântico impossível: um que calcule com partículas de luz

Na zona sul de Chicago, no terreno de uma antiga fábrica de aço, está a erguer-se um edifício de 6.000 metros quadrados que poderá albergar o primeiro computador quântico de escala útil e tolerante a falhas do mundo. Por trás disso está a PsiQuantum, uma startup de Palo Alto que decidiu fazer algo que quase ninguém mais tenta: construir a máquina usando partículas de luz.

A computação quântica tem sido promissora há décadas para resolver problemas que levariam milhões de anos aos computadores atuais, desde o projeto de medicamentos até a simulação de materiais ou baterias. O obstáculo é que os protótipos existentes ainda são demasiado pequenos e propensos a erros para serem úteis. A PsiQuantum quer pular essa fase intermediária e construir diretamente uma máquina em grande escala.

Enquanto IBM, Google e Amazon constroem seus qubits com circuitos supercondutores, e outras empresas usam íons ou átomos presos, a PsiQuantum optou por fótons. É um caminho que partilha praticamente apenas com a canadiana Xanadu entre os grandes players do setor.

A vantagem, segundo Terry Rudolph, um dos quatro físicos que fundaram a empresa em 2016, é que os fótons mantêm seu estado quântico por muito tempo. A desvantagem é que eles quase não interagem entre si, o que é essencial para calcular. A solução surgiu em 2001, quando uma equipe de Los Alamos e da Universidade de Queensland mostrou que essas interações poderiam ser simuladas enviando luz através de uma rede de espelhos e detectores. Essa descoberta é a base de toda a tecnologia PsiQuantum.

Ao contrário dos seus concorrentes, que gradualmente ampliam sistemas cada vez maiores, a PsiQuantum concentrou os seus esforços no desenvolvimento da tecnologia e da capacidade de produção necessárias para um sistema de cerca de um milhão de qubits físicos de uma só vez. O seu CEO, Victor Peng, admite que a empresa precisa de ter quase todo o processo a funcionar antes de construir a primeira máquina, o que prolonga os tempos iniciais mas, defende, facilita a replicação posterior em maior escala.

Para isso, fabrica seus próprios chips em conjunto com a GlobalFoundries, gravados com canais que direcionam a luz em vez de cabos, e incorporam titanato de bário, um composto cerâmico que permite a comutação de fótons com grande precisão. Outra vantagem da abordagem óptica: apenas os detectores que medem fótons precisam ser resfriados perto do zero absoluto, enquanto outras tecnologias exigem o resfriamento de todo o sistema.

O governador de Illinois, JB Pritzker, promoveu o Illinois Quantum and Microelectronics Park com US$ 500 milhões em fundos estaduais para transformar a área em um centro quântico comparável ao que o Stanford Research Park foi para o Vale do Silício. Pritzker não quer repetir o erro da década de 1990, quando talentos formados em universidades de Illinois – os criadores do navegador Mosaic, entre outros – acabaram partindo para a Califórnia. O parque já tem outros seis inquilinos comprometidos, incluindo a IBM, e sediará um programa de testes da DARPA.

A PsiQuantum levantou mais de US$ 1 bilhão em financiamento e recebeu US$ 100 milhões do governo dos EUA por meio da Lei CHIPS, além de construir uma segunda fábrica em Brisbane, Austrália. A empresa moderou suas promessas: não afirma mais ter um computador quântico funcional em 2027, mas sim instalações “operacionais”, com sistemas de refrigeração prontos para instalar o hardware.

A DARPA, que avalia a sua tecnologia desde 2023, está cada vez mais optimista em relação ao sector: o seu actual chefe, Micah Stoutimore, chegou a afirmar que alguém poderia construir um computador quântico de escala útil por volta de 2033. Se o PsiQuantum cumprir os seus prazos, Chicago poderá ser o local onde essa máquina nascerá.