Relatório da IDTechEx desvenda o dilema da Computação Quântica atual

Seja tentando prever os resultados da Copa do Mundo ou avaliar os méritos relativos das tecnologias emergentes, estabelecer um conjunto significativo de benchmarks de desempenho é crucial, mas desafiador. Usar métricas como gols esperados ou porcentagens de posse de bola para avaliar times de futebol não é particularmente preciso, como mostra uma série de resultados chocantes nesta Copa do Mundo. Para tecnologias emergentes, como a Computação Quântica, abordada no relatório recente Quantum Computing 2023-2043 da IDTechEx, é ainda mais difícil estabelecer benchmarks universalmente aplicáveis ​​que comuniquem cronogramas de desenvolvimento e facilitem comparações significativas entre empresas concorrentes e abordagens técnicas.

Existem inúmeras maneiras de medir a qualidade de um time de futebol: posse de bola, chutes a gol, gols esperados, precisão do passe, lances aéreos vencidos – a lista continua. Embora cada uma dessas métricas tenha valor, em última análise, nenhuma pode ser considerada isoladamente. O mesmo vale para computadores quânticos. Métricas de benchmarking populares e amplamente usadas incluem número qubit, tempo de coerência, taxa de erro, volume quântico, volume algorítmico e operações de camada de circuito por segundo (veja a imagem abaixo para definições expandidas).

No entanto, ao contrário dos gols no futebol, para a Computação Quântica não há um único ponto de dados que forneça uma medida indiscutível de qualidade. Além disso, muitos benchmarks usados ​​na indústria de computação quântica são ainda mais complexos de entender do que os ‘objetivos esperados’, especialmente para aqueles sem experiência em física.

Apesar desses desafios, o benchmarking da indústria emergente de Computação Quântica é essencial para prever tendências tecnológicas, fazer investimentos e iniciar parcerias. Dessa forma, os interessados ​​nessa tecnologia potencialmente transformadora se beneficiariam de uma maior compreensão dos métodos comuns de benchmarking, das compensações associadas a cada abordagem e de como eles podem ser usados ​​em combinação. Também há espaço para os desenvolvedores de hardware melhorarem a comunicação de como os benchmarks de computação quântica podem ser usados ​​de forma eficaz ao se envolver com partes interessadas não especializadas.

Árbitros tendenciosos

Um dos desafios de desenvolver métricas de benchmarking para uma nova tecnologia é que não existem regras existentes. Como resultado, algumas métricas de benchmarking de Computação Quântica foram desenvolvidas por empresas que constroem os próprios computadores quânticos. Isso arrisca o equivalente a combinar gerente de futebol e árbitro em uma única função – não queremos que times que controlam a bola decidam usar ‘porcentagem de posse de bola’ para decidir quem venceu a partida.

Embora um conjunto de benchmarks completamente independente seja claramente desejável, muitos daqueles capazes de entender a tecnologia e estabelecer benchmarks significativos trabalham para empresas que desenvolvem computadores quânticos. Além disso, desenvolver internamente métricas de benchmarking que sejam amplamente adotadas oferece uma vantagem estratégica substancial – como diz o ditado, ‘aqueles que definem os termos, controlam o debate’.

Embora alguns benchmarks desenvolvidos internamente tenham feito um bom trabalho ao consolidar as métricas existentes em um único parâmetro, eles correm o risco de introduzir ainda mais terminologia, fragmentando ainda mais o ecossistema de benchmarking. Há, portanto, uma necessidade considerável de benchmarks independentes e amplamente aplicáveis ​​que facilitem a comparação em relação ao status de empresas e tecnologias de Computação Quântica para comercialização.

Foco no próximo jogo

Os níveis de prontidão tecnológica (TRL) são amplamente usados ​​em muitos setores para avaliar o status de tecnologias emergentes. No entanto, eles não são adequados para computação, pois cada iteração comercialmente disponível de uma tecnologia de computação demonstra uma melhoria substancial no desempenho, apesar de sempre ter um TRL de 10.

Essa consideração de ‘computação contínua’ foi perdida por alguns esforços existentes para comparar computadores quânticos. Por exemplo, algumas escalas de benchmarking terminam na produção de uma ‘máquina universal’ ou demonstração de ‘supremacia’. Se essa lógica fosse aplicada à indústria de computação clássica, os benchmarks não mostrariam nenhum progresso desde a década de 1980. Em vez de focar no TRL, o foco dos computadores quânticos deve estar na expansão contínua de recursos para atender a um mercado endereçável em constante crescimento. A pergunta deveria ser: ‘os computadores quânticos já estão prontos’, mas, em vez disso, ‘para quem mais eles são úteis agora?’

Ponto de inflexão

Apesar da grande variedade de referências estatísticas, a medida final do sucesso no futebol é ganhar troféus. Na Computação Quântica, satisfazer um conjunto exigente de benchmarks só é impressionante se, em última análise, agregar valor aos usuários finais. Esse objetivo abrangente pode ser obscurecido pelo foco em referências técnicas e ideias como ‘supremacia’, ‘marcos de um milhão de qubits’ e ‘tolerância a falhas’. O principal ponto de inflexão chegará quando o hardware quântico tiver sido suficientemente dimensionado para lidar com algoritmos quânticos que podem resolver problemas comercialmente valiosos, como desenvolvimento de medicamentos ou previsão do tempo, que não podem ser alcançados por outros meios.

Nível de prontidão comercial quântica

Para ajudar a avaliar o status das empresas e tecnologias de computação quântica neste caminho para fornecer benefícios sociais significativos, a IDTechEx desenvolveu um índice imparcial de ‘Quantum Commercial Readiness Level’ (QCRL). O QCRL varia de 1 a 10, com os estágios 1 a 5 rastreando casos de uso de ferramentas educacionais a máquinas versáteis e 6 a 10 avaliando a escalabilidade do acesso à Nuvem à propriedade pessoal. A aspiração é que permaneça relevante à medida que a indústria avança além da ‘supremacia quântica’, é independente de hardware e fácil de entender.

Panorama

Existem muitos desafios quando se trata de comparar computadores quânticos. A terminologia e a ciência que os sustenta são complexas e existem muitas tecnologias concorrentes. As empresas que desenvolvem medidas de bons computadores quânticos também as estão usando para avaliar sua própria tecnologia, e padrões familiares, como o nível de prontidão da tecnologia, não são muito úteis. No entanto, o benchmarking é tão essencial para demonstrar o progresso aos investidores e outras partes interessadas que os esforços para padronizá-lo para o setor devem continuar. Uma ênfase na entrada imparcial e quão perto a tecnologia está de agregar valor comercial/social é crucial. Em suma, o que este jogo precisa é de um gol.

Serviço
www.IDTechEx.com/QuantumComputing