O Instituto de Ciência Molecular (IMS), Instituto Nacional de Ciências Naturais, estabeleceu uma “Plataforma Preparatória para Comercialização (PF)” para acelerar o desenvolvimento de novos computadores quânticos, com base na realização de um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. O lançamento do PF foi possível graças à colaboração com 10 parceiros do setor, incluindo empresas e instituições financeiras.

Os 10 parceiros que aderiram ao PF incluem (listados em ordem alfabética): blueqat Inc., Development Bank of Japan Inc., Fujitsu Limited, Groovenauts, Inc., Hamamatsu Photonics KK, Hitachi, Ltd., e NEC Corporation.

Comercialização e Colaboração

Com o FP em vigor, o IMS aproveitará a experiência das empresas participantes e procurará aconselhamento e apoio em questões relacionadas com a comercialização, tais como os processos de criação de uma empresa start-up, desenvolvimento de computadores quânticos produzidos internamente e esforços de I&D para permitir a aplicação prática de computadores quânticos e seus serviços associados. Ela planeja lançar uma empresa start-up até o final do ano fiscal de 2024 e iniciar o desenvolvimento de computadores quânticos de “átomo frio (neutro)”.

Avanços tecnológicos e competição global

Há uma competição acirrada em todo o mundo para o desenvolvimento de computadores quânticos por diversas modalidades. Contudo, subsistem uma série de questões que precisam de ser abordadas para garantir que estes computadores possam ser utilizados de forma prática; essas questões incluem a necessidade de expandir a escala desses computadores e a capacidade de tomar medidas contra erros que possam ocorrer durante a computação. Nos últimos anos, a modalidade “átomo frio (neutro), que utiliza átomos individuais como qubits, tem atraído a atenção da indústria, da academia e de governos em todo o mundo como um novo método revolucionário para superar estes problemas. Outra característica da modalidade de átomo frio (neutro) é que ela opera em temperatura ambiente e não requer refrigeradores, necessários para as modalidades qubit supercondutor e qubit de silício.

O grupo Ohmori no IMS é líder mundial no desenvolvimento de computadores quânticos de átomos frios (neutros). O grupo tem uma série de vantagens tecnológicas e competências essenciais,^[1] incluindo “pinças ópticas” e tecnologias de microscópio para controlar um grande número de qubits de alta qualidade em uma superfície plana, e “portões ultrarrápidos de dois qubits” que usam um laser ultrarrápido para criar um emaranhado quântico entre dois qubits em apenas 6,5 nanossegundos. Em particular, as portas de dois qubits representam uma importante tecnologia central que permite a extraordinária velocidade computacional dos computadores quânticos. Em 2022, as portas ultrarrápidas de dois qubit desenvolvidas pelo grupo Ohmori alcançaram uma inovação disruptiva que acelera as portas de dois qubit do método convencional do átomo frio (neutro) em duas ordens de magnitude ao mesmo tempo.

Ao aproveitar estes avanços técnicos e competências essenciais do grupo Ohmori, o IMS acelerará o desenvolvimento e a comercialização de computadores quânticos em colaboração com os seus parceiros industriais.

Primeira demonstração mundial de supremacia quântica usando computadores quânticos supercondutores em 2019^[2]

Mensagem do Professor John Martinis, Universidade da Califórnia, Santa Bárbara:
“O professor Kenji Ohmori e sua equipe fizeram recentemente um grande avanço para superar a fraqueza do método do átomo neutro usando lasers ultrarrápidos para acelerar drasticamente sua porta de dois qubits em duas ordens de magnitude. Suas pinças ópticas e tecnologia de microscópio para manipular qubits atômicos individuais também são excelentes. A equipe é, portanto, um candidato extremamente promissor para a realização de um computador quântico prático num futuro próximo. Gostaria de participar ativamente e contribuir para a aplicação prática e comercialização de seu computador quântico, fazendo uso da minha experiência.”

Mensagem de Yuki Takemori, Gerente Geral, Escritório de Promoção de Inovação, Departamento de Planejamento e Coordenação de Negócios, Development Bank of Japan Inc. Gerente Geral de Projetos da PF:
“Após o rebentamento da bolha econômica, a economia japonesa passou os ’30 anos perdidos’ sem qualquer pista do seu crescimento futuro. Eu espero a computação quântica será uma tecnologia que trará uma evolução revolucionária para a humanidade, semelhante à Internet e inteligência artificial (IA) é um ramo da ciência da computação focado na criação de sistemas que podem executar tarefas que normalmente requerem inteligência humana. Essas tarefas incluem compreender a linguagem natural, reconhecer padrões, resolver problemas e aprender com a experiência. As tecnologias de IA usam algoritmos e grandes quantidades de dados para treinar modelos que podem tomar decisões, automatizar processos e melhorar ao longo do tempo por meio do aprendizado de máquina. As aplicações da IA ​​são diversas, impactando campos como saúde, finanças, automotivo e entretenimento, mudando fundamentalmente a forma como interagimos com a tecnologia. Crescerá e se tornará uma indústria extremamente importante para o Japão, atuando como um catalisador para o seu desenvolvimento e avanço. As capacidades tecnológicas do professor Kenji Ohmori e da sua equipa são um tesouro global e um trunfo para o renascimento da economia japonesa. Espero que este projeto se espalhe por toda parte.”

Mensagem do Professor Kenji Ohmori, Instituto de Ciência Molecular:
“Gostaria de expressar minha sincera gratidão pelo apoio de empresas tão ilustres ao desenvolvimento de nosso computador quântico de átomo frio (átomo neutro). Embora tenhamos absoluta confiança na nossa tecnologia básica, o desenvolvimento de computadores quânticos práticos requer a integração de uma variedade de “tecnologias facilitadoras”, incluindo electrónica convencional, software, engenharia de sistemas e arquitectura. Com o lançamento desta plataforma de comercialização, fortaleceremos ainda mais os nossos esforços de desenvolvimento e trabalharemos arduamente para criar um computador quântico que possa contribuir para a nossa sociedade o mais rapidamente possível.”

Notas:

1. Competência central: uma capacidade definidora que distingue uma empresa de seus concorrentes
2. Supremacia quântica: uma demonstração da vantagem de um computador quântico sobre os computadores clássicos, incluindo supercomputadores, para processar cálculos que convencionalmente levariam muito tempo para serem processados ​​em velocidades incomparáveis

Financiamento de Pesquisa:

• Gabinete de Gabinete / Programa de P&D JST Moonshot (JPMJMS2269)
• Programa emblemático MEXT Quantum Leap (JPMXS0120181201)