Pesquisadores da University of Southern California (USC) anunciaram uma descoberta revolucionária na computação quântica: conseguiram utilizar uma molécula até então considerada irrelevante como elemento central para transformar um sistema quântico restrito em um computador quântico universal. O feito foi divulgado no portal da USC em 5 de agosto de 2025 como um marco técnico e conceitual que redefine limites da área.
O laboratório envolvido integra o Centro de Ciência e Tecnologia da Informação Quântica da USC (CQIST) e o Centro de Computação Quântica (QCC), em parceria com o Centro de Inovação Quântica da IBM (International Business Machines Corporation). O projeto enfatiza a capacidade de utilizar moléculas complexas — com estruturas moleculares consideradas antes subótimas — como qubits universais, superando sistemas tradicionais baseados em defeitos coloridos (como NV centers) ou circuitos supercondutores.
A molécula em questão, que até agora era negligenciada no contexto computacional, demonstrou operar como um qubit com coerência e estabilidade surpreendentes, possibilitando operações lógicas universais quando combinada com técnicas de correção de erros. Segundo Daniel Lidar, diretor do CQIST e do center da IBM em USC, o uso desse átomo molecular amplia a gama de plataformas disponíveis e permite avanços robustos na escala de sistemas experimentais.
Esse tipo específico de molécula foi fatiado para realizar controle de spin e entrelaçamento coerente, tornando viável executar portas lógicas semânticas completas — algo essencial à universalidade. Anteriormente, era considerada inadequada por apresentar níveis de decoerência e acoplamento difíceis de gerenciar. O experimento da USC mostra que, com protocolos de ruído e correção desenvolvidos no QCC, esse obstáculo pode ser superado.
A implicação é profunda: abre caminho à fabricação de quantum hardware mais diversificado e resiliente, com potencial uso em simulação de processos quânticos complexos, otimização em larga escala, aprendizado de máquina quântica e criptografia — áreas nas quais a USC já lidera com pesquisas pioneiras, incluindo demonstrações de “quantum speedup” e algoritmos superiores a clássicos na resolução de problemas específicos.
Além disso, a descoberta amplia a ambição da computação quântica: rompe com a dependência de sistemas rígidos (como D-Wave ou qubits superconductores) e mostra que moléculas complexas naturais ou sintéticas podem ser a fronteira para a construção de computadores quânticos realmente universais, com potência ainda maior de escalabilidade e integração em sensores ou sistemas espaciais.
Este avanço também reforça o prestígio da USC na liderança da área: a instituição opera tanto um sistema da D-Wave Advantage com mais de 5.000 qubits quanto acesso a plataformas da IBM Quantum, mantendo colaborações com NASA, Lockheed Martin e iniciativas governamentais na vanguarda da pesquisa em ciência quântica.
Embora os resultados ainda sejam experimentais, eles foram obtidos com rigor teórico-experimental completo, incluindo benchmarking determinístico e protocolos de mitigação de erros que reduziram drasticamente a decoerência, até então o maior obstáculo à universalidade verdadeira.
Se esse paradigma se confirmar em dispositivos em escala maior, estamos diante de uma revolução: computadores quânticos universais baseados em moléculas anteriormente ignoradas, compactos, resistentes e potencialmente autossuficientes — tecnologias com impacto direto em exploração espacial, inteligência artificial, biologia computacional e criptografia quântica.
A USC projeta expandir a pesquisa testando variedades adicionais dessas moléculas e integrando-as em arquiteturas mais densas de qubits, com foco em atingir problemas de otimização em tempo real e simulações químicas impossíveis de serem realizadas por computadores tradicionais.
Este é mais um passo decisivo rumo à era da computação quântica universal — com abordagem inovadora, interdisciplinar e promissora para transformar teoria quântica em aplicações práticas e robustas.
