– Equipe do Centro de Ciências Quânticas, financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, demonstra que computadores quânticos já conseguem simular materiais que antes eram considerados impossíveis de estudar com a tecnologia quântica atual.
– A alta precisão das simulações é alcançada por meio de fluxos de trabalho de supercomputação focados em computação quântica e na redução das taxas de erro do hardware.
– Os resultados indicam que a supercomputação quântica está se consolidando como uma nova ferramenta científica para a descoberta de materiais, com impactos de longo prazo em supercondutores, exames de imagem médica, energia e desenvolvimento de medicamentos.
mai 25, 2026
São Paulo, 26 de março de 2026 — A IBM (NYSE: IBM) anunciou novos resultados que demonstram que seu computador quântico consegue simular materiais magnéticos reais com resultados que coincidem com experimentos de espalhamento de nêutrons. Isso representa um passo importante para o uso de computadores quânticos como ferramentas confiáveis para a descoberta científica. O trabalho, publicado em uma pré-impressão científica, foi realizado por pesquisadores do Centro de Ciências Quânticas, financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, com participação do Laboratório Nacional de Oak Ridge, Universidade de Purdue, Universidade de Illinois Urbana-Champaign, Laboratório Nacional de Los Alamos, Universidade do Tennessee e IBM.
A capacidade de criar novos materiais, como melhores supercondutores, baterias mais eficientes ou medicamentos inovadores, depende da compreensão do comportamento quântico, algo que muitas vezes é difícil de modelar com métodos clássicos. Embora os computadores quânticos sejam vistos como uma solução para esse desafio, ainda não está claro se os processadores atuais poderiam gerar simulações quantitativamente confiáveis de materiais reais. Esses resultados mostram que o hardware quântico atual, combinado com novos algoritmos e fluxos de trabalho de supercomputação focados em computação quântica, já podem simular propriedades de materiais que normalmente são difíceis de prever usando apenas métodos clássicos.
“Existe uma grande quantidade de dados de espalhamento de nêutrons em materiais magnéticos que não compreendemos totalmente por causa das limitações dos métodos clássicos aproximados”, afirma Arnab Banerjee, professor assistente de Física e Astronomia da Universidade de Purdue. “Usar um computador quântico para entender melhor essas simulações e compará-las com dados experimentais tem sido um sonho meu há uma década, e estou feliz por termos demonstrado, pela primeira vez, que é possível.”
O experimento
Há muito tempo, cientistas utilizam fontes de nêutrons para revelar propriedades quânticas dos materiais, medindo como os nêutrons interagem em energia e movimento com os spins dos materiais. Neste estudo, a equipe se concentrou no cristal magnético KCuF₃, que é bem conhecido, e comparou diretamente medições de espalhamento de nêutrons com simulações feitas em um computador quântico.
A concordância entre os o experimento e as simulações mostram que os processadores quânticos já conseguem capturar propriedades dinâmicas importantes de materiais reais. “Essa é a coincidência mais impressionante que já vi entre dados experimentais e simulações com qubits, e sem dúvida eleva o nível do que podemos esperar dos computadores quânticos”, afirma Allen Scheie, físico de matéria condensada do Laboratório Nacional de Los Alamos. “Estou extremamente entusiasmado com o que isso significa para a ciência.”
Esses resultados ajudam a consolidar os computadores quânticos como ferramentas computacionais confiáveis para a simulação de materiais. “As simulações quânticas de modelos realistas de materiais, combinadas com sua validação experimental, são uma demonstração importante do impacto que a computação quântica pode ter nos fluxos de trabalho da descoberta científica”, afirma Travis Humble, diretor do Centro de Ciências Quânticas do Laboratório Nacional de Oak Ridge.
O estudo também destaca como os avanços na escala e na qualidade dos processadores quânticos foram essenciais para alcançar esse nível de precisão. “Esses resultados só foram possíveis graças às baixas taxas de erro dois qubits que hoje conseguimos alcançar em nossos processadores quânticos”, explica Abhinav Kandala, cientista pesquisador sênior da IBM. “Esperamos melhorias contínuas nas taxas de erro e a expansão para sistemas de maior dimensão, permitindo prever propriedades de materiais que são muito difíceis de obter apenas com métodos clássicos.” Aproveitando a programabilidade de um processador quântico universal, a equipe já ampliou essa abordagem para além do KCuF₃, simulando outras classes de materiais com interações mais complexas.
Construindo o caminho para a era quântica
Este experimento faz parte de uma mudança mais ampla na forma como estão sendo aplicados os computadores quânticos a desafios científicos definidos por laboratórios. Entre os avanços recentes estão a primeira simulação quântica de uma molécula do tipo meia Möbius, nunca antes observada na natureza, e a simulação em grande escala de proteínas, em colaboração com a Cleveland Clinic. Em química, ciência dos materiais e biologia molecular, a simulação quântica começa a resolver problemas relevantes para os cientistas, nos términos da ciência.
A abordagem de supercomputação centrada na computação quântica demonstrada neste trabalho foi desenvolvida para gerar valor científico e comercial por meio da combinação do hardware quântico atual com a computação clássica em fluxos de trabalho que fazem uso produtivo de ambos.
Mais informações sobre o trabalho da IBM em supercomputação quântica podem ser encontradas aqui.
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