Zuchongzhi 3.0, novo processador supercondutor da China

A China acaba de elevar a fasquia da corrida quântica: o Zuchongzhi 3.0, novo processador supercondutor de 105 qubits e 182 acopladores, executou 1 milhão de amostras de “random-circuit sampling” (RCS) em poucos segundos, tarefa que levaria bilhões de anos ao supercomputador Frontier — e é um milhão de vezes mais rápida que o recorde obtido pelo Google em 2024. O feito, publicado na Physical Review Letters e detalhado num preprint no arXiv, reforça a liderança chinesa no campo e sinaliza aplicações práticas mais próximas, de IA quântica a criptografia pós-quântica. (Establishing a New Benchmark in Quantum Computational ..., [2412.11924] Establishing a New Benchmark in Quantum ... - arXiv, Quantum computing could cut AI training time from weeks ... - Global Times)

Visão geral do Zuchongzhi 3.0

O Zuchongzhi 3.0 é a terceira geração de uma linhagem que começou em 2021 com 62 qubits e saltou para 66 qubits em 2022; agora cresce ~60 % em capacidade lóg­ica, mas, sobretudo, duplica a densidade de acopladores, o que reduz erros de interação e melhora a coerência. (China hits new landmark in global quantum computing race)

Arquitetura supercondutora

• Qubits: transmons de alumínio resfriados a 10 mK

• Acopladores: 182 interconexões-fluxo que possibilitam entanglement total em grelha retangular

• Fidelidades: 99,90 % (1-qubit), 99,62 % (2-qubits), leitura 99,18 % — acima da barreira de correção de erros para códigos Surface. (Superconducting quantum processor prototype operates 10¹⁵ times ..., China achieves quantum supremacy claim with new chip 1 quadrillion ...)

O experimento de Random-Circuit Sampling

Os pesquisadores executaram um circuito de 83 qubits × 32 ciclos e coletaram 10⁶ amostras em ~200 s. A equipe estima vantagem quântica de 10¹⁵ × sobre simulações clássicas—o Frontier levaria 6,4 × 10⁹ anos para replicar o mesmo volume de dados. ([2412.11924] Establishing a New Benchmark in Quantum ... - arXiv, Establishing a New Benchmark in Quantum Computational ... - arXiv)

Comparativo com Google Willow e Sycamore

• Google Sycamore (70 qubits, 2024): RCS de 20 ciclos levou 5 min e exigiria 10²⁵ anos de simulação clássica.

• Google Willow (105 qubits, 2024): vantagem similar, mas menor fidelidade média.

• Zuchongzhi 3.0 superou ambos com mais qubits utilizáveis e fidelidade superior, além de latência menor. (Zuchongzhi 3.0 Quantum Chip: Technical Analysis and Implications, China Becomes a Contender in Quantum Computing - EE Times)

Implicações práticas

Aceleração de IA

Modelos quânticos variacionais prometem reduzir treinamento de grandes LLMs de semanas para horas, segundo a equipe da USTC, graças a amostragem exponencialmente mais rápida em circuitos aleatórios. (Quantum computing could cut AI training time from weeks ... - Global Times)

Criptografia e simulação de materiais

A maior fidelidade permite rodar algoritmos de fatoração de números grandes ou simulações de sistemas quânticos com menos overhead de correção de erros, aproximando-se de problemas de escala industrial. (China lança Zuchongzhi 3.0, computador quântico mais avançado ..., Superconducting quantum processor prototype operates 10¹⁵ times ...)

Corrida geopolítica pela supremacia quântica

O anúncio vem meses após o Google revelar o Willow e semanas depois de IBM apresentar o Condor-133; analistas veem o movimento como resposta direta à Lei CHIPS dos EUA, que injeta US$ 52 bi em semicondutores. A China, por sua vez, destinou ¥ 12 bi (≈US$ 1,7 bi) em incentivos a laboratórios de Chongqing e Hefei. (Chinese Researchers Say Latest Zuchongzhi 3.0 Experimental Run ..., China hits new landmark in global quantum computing race)

Desafios adiante

Apesar do salto, o sistema ainda opera “near-term” (NISQ), suscetível a ruído ambiental e escalabilidade física limitada. Próximos passos incluem:

1. Aumentar para 256 qubits mantendo fidelidade >99 %.

2. Integração 3D de qubits para reduzir linhas de controle.

3. Implementar códigos de superfície ativos para correção de erros em tempo real. (Superconducting quantum processor prototype operates 10¹⁵ times ...)

Conclusão

O Zuchongzhi 3.0 não é apenas mais um “recorde de qubits”. Ao combinar alta fidelidade, arquitetura densa de acopladores e vantagem quântica comprovada, o protótipo coloca a China no grupo de elite capaz de executar tarefas inalcançáveis para a computação clássica — e acirra a disputa tecnológica global. Quem trabalha com IA, criptografia ou simulação de materiais deve acompanhar de perto, pois a era pós-NISQ pode chegar antes do previsto.

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Leitura recomendada

1. Paper Physical Review Letters – “Establishing a New Benchmark…” (Establishing a New Benchmark in Quantum Computational ...)

2. Preprint arXiv 2412.11924 ([2412.11924] Establishing a New Benchmark in Quantum ... - arXiv)

3. Global Times – cobertura institucional (China hits new landmark in global quantum computing race)

4. Phys.org – análise técnica (Superconducting quantum processor prototype operates 10¹⁵ times ...)

5. LiveScience – impacto em fidelidade (China achieves quantum supremacy claim with new chip 1 quadrillion ...)