Na computação quântica, assim como no trabalho em equipa, um pouco de diversidade pode ajudar a melhorar o resultado. Esta pode mesmo ser a chave para pôr fim aos erros na computação quântica.
Ao contrário dos computadores convencionais, o processamento na computação quântica é barulhento e produz taxas de erro dramaticamente mais altas. É por esse motivo que as operações quânticas são repetidas milhares de vezes para fazer com que a resposta correta se destaque estatisticamente de todas as erradas.
Mas executar a mesma operação repetidamente no mesmo conjunto de qubit pode gerar as mesmas respostas incorretas que podem parecer estatisticamente a resposta correta. A solução, de acordo com investigadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, é repetir a operação em conjuntos de qubit diferentes que possuem assinaturas de erro diferentes – e, assim, não produzirão os mesmos erros
“A ideia é gerar uma diversidade de erros“, explicou Moinuddin Qureshi, professor da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação da Georgia Tech. “Diferentes qubits tendem a ter assinaturas de erro diferentes. Quando combinamos os resultados de diversos conjuntos, a resposta certa aparece, embora cada um deles individualmente não tenha recebido a resposta certa.”
Swamit Tannu, outro investigador que participou na descoberta, compara esta técnica, conhecida como Conjunto de Mapeamentos Diversos (EDM), ao concurso televisivo Quem Quer Ser Milionário. Nesse programa, os participantes que não tiverem a certeza da resposta a uma pergunta de escolha múltipla, podem pedir ajuda ao público.
“Não é necessário que a maioria das pessoas da plateia saiba a resposta certa”, disse Qureshi. “Se até 20% a souberem, quem estiver a jogar poderá identificá-la.”
De acordo com o Phys.org, o EDM melhora a qualidade da inferência em 2,3 vezes em comparação com os algoritmos de mapeamento de ponta. Ao combinar as distribuições de probabilidade de saída do conjunto diverso, o EDM amplifica a resposta correta, suprimindo as respostas erradas.
A técnica de EDM é contra-intuitiva. Os qubits podem ser classificados de acordo com a sua taxa de erro em vários tipos de problemas, e o curso de ação mais lógico pode ser usar o conjunto mais preciso. Mas mesmo os melhores qubits produzem erros, e esses erros provavelmente serão os mesmos, mesmo que a operação seja feita milhares de vezes.
A escolha de qubits com diferentes taxas de erro – e, portanto, diferentes tipos de erro – protege contra este problema, garantindo que a resposta correta fica da diversidade de erros.
“O objetivo da investigação é criar várias versões do programa. Cada uma pode cometer um erro, mas de certeza que não cometerão erros idênticos”, explicou Tannu. Por sua vez, Qureshi compara a técnica EDM às técnicas de formação de equipas promovidas por consultores de recursos humanos.
O esquema de mitigação de erros quânticos foi apresentado esta segunda-feira no 52º Simpósio Internacional de Microarquitetura do IEEE/ACM.
