A IBM apresentou o Processador Quantum Nighthawk de 120 Qubits dando um passo gigantesco rumo ao futuro da computação quântica. Durante a Conferência Anual de Desenvolvedores Quânticos, realizada em 12 de novembro de 2025, a empresa revelou o IBM Quantum Nighthawk, seu processador quântico mais avançado até o momento, além de uma série de inovações em software, fabricação e correção de erros que colocam a companhia no caminho para demonstrar vantagem quântica comprovada até o final de 2026 e alcançar a computação quântica tolerante a falhas até 2029.
Os anúncios representam anos de pesquisa materializada em componentes concretos que prometem transformar a computação quântica de uma promessa distante em uma realidade. Para entender a magnitude dessas conquistas, precisamos mergulhar nos detalhes técnicos e compreender o que cada avanço significa para o futuro da tecnologia.
Computação Quântica
Antes de explorarmos os detalhes do Nighthawk e das outras novidades, vale contextualizar o que é computação quântica e por que ela representa uma revolução tecnológica potencial. Computadores clássicos, como o que você está usando agora para ler este artigo, processam informação usando bits que podem estar em um de dois estados: zero ou um.
Computadores quânticos utilizam qubits, a abreviação de quantum bits, que aproveitam as propriedades da mecânica quântica para existir em múltiplos estados simultaneamente através de um fenômeno chamado superposição. Além disso, qubits podem estar entrelaçados, ou emaranhados, de forma que o estado de um afeta instantaneamente o estado de outro, independentemente da distância entre eles.
Essas propriedades permitem que computadores quânticos explorem múltiplas soluções para um problema ao mesmo tempo, potencialmente resolvendo em minutos questões que levariam milhares de anos para computadores clássicos resolverem. As aplicações práticas incluem descoberta de novos medicamentos através de simulação molecular precisa, otimização de rotas logísticas complexas, desenvolvimento de novos materiais, quebra de criptografia atual e a criação de sistemas de segurança inquebráveis.
No entanto, construir computadores quânticos práticos enfrenta desafios monumentais. Qubits são extremamente frágeis e sensíveis a qualquer interferência externa, perdendo suas propriedades quânticas rapidamente em um processo chamado decoerência. Além disso, operações quânticas são propensas a erros que se acumulam rapidamente, tornando os resultados não confiáveis.
É exatamente esses desafios que a IBM está enfrentando de frente com seus novos anúncios.
IBM Quantum Nighthawk: Mais Qubits e mais Conexões Inteligentes
O IBM Quantum Nighthawk é um processador supercondutor de 120 qubits que representa uma evolução significativa em relação ao seu predecessor, o IBM Quantum Heron. A previsão é que o Nighthawk seja entregue da IBM até o final de 2025, tornando-se disponível em poucos meses.
O grande diferencial do Nighthawk está em sua arquitetura de conectividade. O processador abandona o layout de qubits heavy-hex, que significa hexagonal pesado, utilizado em gerações anteriores, adotando em vez disso um design de rede quadrada. Nessa configuração, cada qubit se conecta a seus quatro vizinhos mais próximos através de 218 acopladores ajustáveis de última geração.
Isso representa um aumento de mais de 20% no número de acopladores em comparação com o IBM Quantum Heron. Mas por que isso importa? Acopladores são os componentes que permitem que os qubits interajam e se entrelacem, operação fundamental para realizar cálculos quânticos complexos.
Maior conectividade significa que operações que antes exigiam múltiplas etapas intermediárias, movendo informação entre qubits distantes através de uma cadeia de qubits intermediários, agora podem ser realizadas de forma mais direta. Cada etapa adicional introduz oportunidades para erros, então reduzir o número de passos necessários melhora significativamente a confiabilidade dos cálculos.
Segundo a IBM, essa maior conectividade permitirá aos usuários executar circuitos com 30% mais complexidade do que no processador anterior, mantendo baixas taxas de erro. Circuito quântico é o equivalente quântico de um programa de computador, uma sequência de operações que manipulam qubits para realizar cálculos.
A arquitetura do Nighthawk permitirá aos usuários explorar problemas computacionalmente mais exigentes que requerem até 5.000 portas de dois qubits. Portas quânticas são as operações básicas que manipulam qubits, e portas de dois qubits são particularmente importantes porque criam o entrelaçamento que dá poder aos computadores quânticos.
A Evolução do Nighthawk
A IBM não está parando por aí. A empresa prevê que futuras versões do Nighthawk oferecerão capacidades ainda mais impressionantes. Até o final de 2026, espera-se que o processador suporte até 7.500 portas lógicas. Em 2027, esse número deve saltar para 10.000 portas lógicas.
Olhando ainda mais adiante, em 2028, os sistemas baseados em Nighthawk poderão suportar até 15.000 portas lógicas de dois qubits. Essa capacidade será possibilitada por sistemas com 1.000 ou mais qubits conectados, estendidos através de acopladores de longo alcance.
Acopladores de longo alcance são uma inovação que permite conectar qubits fisicamente distantes no mesmo chip, indo além das conexões apenas entre vizinhos mais próximos. A IBM demonstrou essa tecnologia pela primeira vez em processadores experimentais no ano passado, e agora está incorporando-a em seus roteiros de produção.
Para contextualizar a progressão, a IBM alcançou recentemente fidelidades de portas de dois qubits acima de 99,9% para mais de 50% dos pares testados em suas máquinas da classe Heron já implantadas na nuvem quântica. A Fidelidade mede o quão precisamente uma operação quântica realiza o que deveria realizar, com 100% perfeito.
Em termos de benchmarks de desempenho, a família de chips da IBM atingiu 330.000 operações de camada de circuito por segundo, uma métrica conhecida pela sigla CLOPS em inglês. Isso representa um ganho de 65% em relação ao desempenho registrado em 2024, demonstrando a velocidade com que a tecnologia está evoluindo.
O Rastreador de Vantagem Quântica
Um dos conceitos mais importantes em computação quântica é a vantagem quântica, o ponto em que um computador quântico consegue resolver um problema melhor do que todos os métodos puramente clássicos disponíveis. Não se trata apenas de ser mais rápido, mas de resolver problemas que seriam impraticáveis ou impossíveis para computadores clássicos.
A IBM prevê que os primeiros casos de vantagem quântica comprovada serão confirmados pela comunidade científica até o final de 2026. Para incentivar a validação rigorosa dessas descobertas e impulsionar as melhores abordagens tanto quânticas quanto clássicas, a IBM está liderando uma iniciativa colaborativa impressionante.
Em parceria com a Algorithmiq, pesquisadores do Flatiron Institute e a BlueQubit, a IBM está contribuindo com novos resultados para um rastreador de vantagem quântica aberto e colaborativo. O objetivo é monitorar e verificar sistematicamente as demonstrações emergentes de vantagem quântica de forma transparente e rigorosa.
Atualmente, o rastreador da comunidade oferece suporte a três experimentos diferentes que buscam demonstrar vantagem quântica em áreas específicas: estimativa observável, problemas variacionais e problemas com verificação clássica eficiente. A IBM incentiva a comunidade científica mais ampla a contribuir com o rastreador e promover um diálogo constante comparando métodos quânticos com os melhores métodos clássicos disponíveis.
Sabrina Maniscalco, CEO e cofundadora da Algorithmiq, expressou seu entusiasmo com a iniciativa, afirmando que a equipe está liderando um dos três projetos do novo rastreador. Segundo ela, o modelo desenvolvido pela empresa explora regimes tão complexos que desafia todos os métodos clássicos de última geração testados até agora.
Maniscalco ressaltou que estão vendo resultados experimentais promissores, e que simulações independentes de pesquisadores do Flatiron Institute validam a resistência desses resultados a abordagens clássicas. No entanto, ela mantém os pés no chão, reconhecendo que a vantagem quântica levará tempo para ser comprovada de forma definitiva, e que o rastreador permitirá que todos acompanhem essa jornada de forma transparente.
Hayk Tepanyan, CTO e cofundador da BlueQubit, também manifestou orgulho em apoiar os esforços da IBM para rastrear alegações da vantagem quântica e os algoritmos utilizados. Segundo ele, os computadores quânticos estão entrando em um regime que vai além do clássico, e através do trabalho com circuitos de pico, a empresa está ajudando a formalizar casos onde computadores quânticos começam a superar computadores clássicos em várias ordens de magnitude.
Qiskit: O Software que Controla o Hardware
Ter um hardware quântico poderoso é apenas metade da equação. Para obter vantagens quânticas comprovadas, desenvolvedores precisam ser capazes de controlar seus circuitos com alta precisão e usar computadores clássicos de alto desempenho, conhecidos pela sigla HPC em inglês, para mitigar os erros que surgem durante a computação quântica.
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É aí que entra o Qiskit, a pilha de software quântico de melhor desempenho do mundo desenvolvida pela IBM. A empresa anunciou atualizações significativas que oferecem aos desenvolvedores mais controle do que nunca sobre seus programas quânticos.
Os novos recursos do Qiskit escalam capacidades de circuitos dinâmicos que proporcionam um aumento de 24% na precisão em uma escala de mais de 100 qubits. Circuitos dinâmicos são programas quânticos que tomam decisões em tempo real baseadas em medições intermediárias, permitindo algoritmos mais sofisticados e eficientes.
Além disso, a IBM está expandindo o Qiskit com um novo modelo de execução que permite controle granular, ou seja, controle fino e detalhado sobre cada aspecto da execução do circuito. Uma nova interface de programação em linguagem C desbloqueia recursos de mitigação de erros acelerados por HPC que reduzem o custo de extração de resultados precisos em mais de 100 vezes.
Esse último ponto merece destaque. A mitigação de erros é um conjunto de técnicas que usa computação clássica para compensar parcialmente os erros que ocorrem durante cálculos quânticos. Tradicionalmente, essas técnicas eram computacionalmente caras, exigindo muitos recursos clássicos para processar os resultados quânticos.
Com a aceleração baseada em computação de alto desempenho, a IBM conseguiu reduzir esse custo em mais de 100 vezes, tornando a mitigação de erros prática para problemas muito maiores e mais complexos do que anteriormente possível.
À medida que os computadores quânticos amadurecem, a comunidade quântica global está se expandindo para incluir as comunidades de computação de alto desempenho e científica. A IBM está facilitando essa convergência fornecendo uma interface em C++ para o Qiskit, baseada em uma API em C, que permite aos usuários programar computação quântica nativamente em ambientes HPC existentes.
Até 2027, a IBM planeja expandir o Qiskit com bibliotecas computacionais em áreas como aprendizado de máquina e otimização para melhor resolver desafios fundamentais de física e química, incluindo equações diferenciais e simulações hamiltonianas. Simulações hamiltonianas são particularmente importantes para modelar sistemas quânticos complexos, como moléculas e materiais novos.
IBM Quantum Loon: O Caminho para Tolerância a Falhas
Enquanto o Nighthawk representa o estado da arte em computação quântica com mitigação de erros, a IBM está simultaneamente perseguindo uma meta ainda mais ambiciosa: computação quântica tolerante a falhas. Esse é o santo graal da área, sistemas quânticos que podem corrigir automaticamente seus próprios erros à medida que operam, permitindo cálculos arbitrariamente longos e complexos sem degradação de resultados.
Em uma trajetória paralela ao desenvolvimento do Nighthawk, a IBM está rapidamente cumprindo marcos importantes para construir o primeiro computador quântico de grande escala e tolerante a falhas do mundo até 2029. Como parte desse esforço, a empresa anuncia o IBM Quantum Loon, seu processador experimental que demonstra pela primeira vez que a IBM possui todos os componentes essenciais para computação quântica tolerante a falhas.
O IBM Loon validará uma nova arquitetura para implementar e dimensionar os componentes necessários para correção de erros quânticos prática e de alta eficiência. A IBM já demonstrou os recursos inovadores que serão incorporados ao Loon, incluindo múltiplas camadas de roteamento de alta qualidade e baixa perda.
Essas camadas fornecem caminhos para conexões on-chip mais longas, frequentemente chamadas de acopladores c, que vão muito além dos acopladores de vizinhos mais próximos e conectam fisicamente qubits distantes no mesmo chip. Além disso, o Loon incorporará tecnologias para redefinir qubits entre computações, essencial para reutilizar recursos quânticos limitados de forma eficiente.
Cumprindo mais um pilar fundamental da computação quântica tolerante a falhas, a IBM provou ser possível usar hardware de computação clássica para decodificar erros com precisão em tempo real, especificamente em menos de 480 nanossegundos, usando códigos qLDPC. Essa façanha de engenharia foi alcançada com um ano de antecedência em relação ao cronograma original.
Códigos qLDPC, que significa quantum Low-Density Parity-Check codes, são uma classe de códigos de correção de erros quânticos particularmente eficientes que requerem menos qubits físicos para proteger cada qubit lógico comparado a códigos mais antigos. A capacidade de decodificar esses códigos em tempo real com aceleração de 10 vezes em relação à principal abordagem atual é um avanço crítico.
Juntamente com o projeto Loon, isso demonstra os fundamentos necessários para escalar códigos qLDPC em qubits supercondutores de alta velocidade e alta fidelidade, que formam o núcleo dos computadores quânticos da IBM.
Revolução na Fabricação: Migração para 300mm
Outro anúncio importante, mas que pode passar despercebido por aqueles não familiarizados com fabricação de semicondutores, é que a IBM está ampliando a capacidade de fabricação de seus processadores quânticos para instalações de 300 milímetros. Isso pode parecer um detalhe técnico menor, mas representa uma transformação fundamental na velocidade e escala de desenvolvimento.
A fabricação primária dos wafers de processadores quânticos da IBM está sendo realizada em uma avançada instalação de fabricação de wafers de 300 milímetros no Albany NanoTech Complex da NY Creates, localizado em Nova York. Wafers são as bolachas de silício sobre as quais chips semicondutores são construídos.
A indústria de semicondutores tradicionalmente usa wafers de 200 ou 300 milímetros de diâmetro para produção em massa de chips clássicos. Wafers maiores permitem fabricar mais chips por wafer, reduzindo custos unitários. Para computação quântica, que até recentemente era puramente experimental, wafers menores eram suficientes.
A migração para 300 milímetros sinaliza que a IBM está levando computação quântica do laboratório para produção em escala industrial. As ferramentas de semicondutores de última geração e a capacidade de operação contínua dentro desta instalação já aceleraram significativamente a velocidade com que a IBM pode aprender, aprimorar e expandir as capacidades de seus processadores quânticos.
Os resultados concretos dessa migração são impressionantes. A IBM conseguiu dobrar a velocidade de seus esforços em pesquisa e desenvolvimento, reduzindo pela metade, no mínimo, o tempo necessário para construir cada novo processador. Isso significa que ciclos de iteração que antes levavam meses agora levam semanas, acelerando dramaticamente a inovação.
Além disso, a empresa alcançou um aumento de dez vezes na complexidade física de seus chips quânticos. Chips mais complexos podem incorporar mais qubits, mais acopladores e mais recursos de controle e correção de erros no mesmo dispositivo.
Finalmente, a nova instalação permite que múltiplos projetos sejam pesquisados e explorados em paralelo. Em vez de desenvolver processadores sequencialmente, a IBM pode agora trabalhar em várias gerações e arquiteturas simultaneamente, testando diferentes abordagens e incorporando rapidamente os aprendizados mais bem-sucedidos.
O Contexto da Computação Quântica
Para entender a magnitude dos avanços da IBM, vale contextualizar a paisagem competitiva em computação quântica. Várias empresas e instituições de pesquisa ao redor do mundo estão correndo para construir computadores quânticos práticos, cada uma com abordagens diferentes.
O Google tem seu processador Sycamore e alegou ter alcançado supremacia quântica em 2019, embora essa afirmação tenha sido contestada. A empresa utiliza qubits supercondutores assim como a IBM. A Rigetti Computing também trabalha com supercondutores e oferece acesso a seus processadores via nuvem.
A IonQ e a Honeywell, que se fundiram para formar a Quantinuum, utilizam íons aprisionados em vez de supercondutores. Essa abordagem oferece qubits com fidelidades naturalmente mais altas, mas enfrenta desafios diferentes em termos de escalabilidade.
A Microsoft está investindo pesadamente em qubits topológicos, uma abordagem radicalmente diferente que teoricamente seria muito mais resistente a erros, mas ainda não demonstrou qubits funcionais de forma convincente.
A Amazon oferece acesso a múltiplas plataformas quânticas diferentes através do Amazon Braket, seu serviço de computação quântica na nuvem. A empresa não está construindo seu próprio hardware, mas sim facilitando acesso a diversas tecnologias.
Governos também estão investindo pesadamente. A China anunciou planos de gastar bilhões em pesquisa quântica. A União Europeia lançou a Quantum Flagship, uma iniciativa de um bilhão de euros. Os Estados Unidos aprovaram o National Quantum Initiative Act, destinando recursos significativos para pesquisa quântica.
Nesse contexto competitivo, os anúncios da IBM são particularmente significativos porque demonstram progresso tangível em múltiplas frentes simultaneamente: hardware mais capaz, software mais poderoso, fabricação em escala industrial e fundamentos para correção de erros. Poucas outras organizações podem afirmar ter peças tão completas do quebra-cabeça.
Aplicações Práticas no Horizonte
Com vantagem quântica comprovada prevista para 2026 e computação tolerante a falhas para 2029, vale perguntar: o que exatamente esses computadores quânticos farão de útil?
Uma das aplicações mais promissoras está na descoberta de medicamentos e desenvolvimento de materiais. Simular com precisão o comportamento de moléculas complexas está além da capacidade de computadores clássicos, mas é natural para computadores quânticos, já que moléculas são sistemas quânticos. Isso poderia acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos, catalisadores e materiais com propriedades personalizadas.
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Otimização de processos complexos é outra área fértil. Empresas de logística poderiam otimizar rotas de entrega considerando milhares de variáveis simultaneamente. Fabricantes poderiam otimizar cadeias de suprimentos globais. Instituições financeiras poderiam gerenciar carteiras de investimento de forma mais eficiente.
A modelagem financeira e análise de risco se beneficiariam da capacidade de explorar milhares de cenários simultaneamente, permitindo avaliações de risco mais precisas e estratégias de investimento mais sofisticadas.
No campo da inteligência artificial e aprendizado de máquina, computadores quânticos poderiam treinar modelos muito mais complexos ou realizar buscas em espaços de soluções que são intratáveis classicamente.
A criptografia será transformada em ambas as direções. Computadores quânticos suficientemente poderosos poderão quebrar muitos sistemas de criptografia atuais, mas também permitirão distribuição quântica de chaves, um método de criptografia teoricamente inquebr
ável baseado nas leis da física quântica.
Desafios que ainda permanecem
Apesar dos avanços impressionantes, desafios significativos ainda separam a computação quântica de aplicações generalizadas. Qubits permanecem extremamente frágeis, exigindo temperaturas próximas ao zero absoluto para operar, especificamente cerca de 0,015 Kelvin ou aproximadamente menos 273,135 graus Celsius.
Manter essas temperaturas requer sistemas de refrigeração complexos e caros. Além disso, qualquer vibração, flutuação eletromagnética ou outra interferência externa pode destruir o estado quântico delicado, um problema conhecido como decoerência.
As taxas de erro, embora melhorando rapidamente, ainda são várias ordens de magnitude piores do que em computadores clássicos. Um processador clássico moderno pode operar por anos sem cometer um único erro. Operações quânticas atualmente têm taxas de erro na casa de 0,1% a 1%, o que significa que em cálculos longos, erros se acumulam rapidamente.
A correção de erros quânticos, embora teoricamente possível e agora demonstrada em pequena escala pela IBM com o Loon, requer overheads enormes. Códigos de correção de erros atuais podem exigir centenas ou milhares de qubits físicos para proteger um único qubit lógico livre de erros.
Isso significa que construir um computador quântico tolerante a falhas capaz de executar algoritmos úteis pode exigir milhões de qubits físicos, uma escala ainda distante das centenas de qubits em processadores atuais.
Finalmente, desenvolver algoritmos quânticos que ofereçam vantagens práticas reais sobre métodos clássicos é surpreendentemente difícil. Para muitos problemas, não está claro se uma abordagem quântica oferecerá benefícios substanciais, e desenvolver novos algoritmos quânticos requer conhecimento especializado profundo tanto em computação quântica quanto no domínio do problema.
O Papel da IBM na Democratização da Computação Quântica
Um aspecto frequentemente negligenciado dos esforços da IBM é seu compromisso com tornar computação quântica acessível a pesquisadores, desenvolvedores e empresas ao redor do mundo. Através do IBM Quantum Network, a empresa oferece acesso via nuvem a seus processadores quânticos reais.
Esse acesso permite que universidades, startups e grandes corporações experimentem com computação quântica sem precisar investir centenas de milhões de dólares em construir seus próprios sistemas. Mais de 200 organizações já fazem parte da rede, publicando milhares de artigos científicos baseados em experimentos realizados em hardware IBM.
O Qiskit, sendo de código aberto, permite que qualquer pessoa aprenda computação quântica, desenvolva algoritmos e teste suas ideias, inicialmente em simuladores e depois em hardware real através da nuvem. A comunidade de desenvolvedores Qiskit conta com centenas de milhares de usuários ao redor do mundo.
Essa abordagem de democratização acelera o progresso da área como um todo, permitindo que mentes brilhantes em qualquer lugar contribuam com inovações, mesmo sem acesso a laboratórios de ponta.
Considerações
Os anúncios da IBM na Conferência de Desenvolvedores Quânticos representam um marco significativo na jornada rumo à computação quântica prática. O IBM Quantum Nighthawk, com seus 120 qubits e arquitetura de conectividade aprimorada, promete permitir circuitos 30% mais complexos mantendo baixas taxas de erro.
As melhorias no Qiskit, oferecendo 24% mais precisão e redução de mais de 100 vezes no custo de mitigação de erros, tornam a programação quântica mais poderosa e acessível. O IBM Quantum Loon demonstra que a empresa possui todos os componentes essenciais para computação quântica tolerante a falhas, colocando-a no caminho para entregar sistemas tolerantes a falhas até 2029.
A migração da fabricação para instalações de 300 milímetros dobrou a velocidade de desenvolvimento e aumentou em dez vezes a complexidade física dos chips, sinalizando a transição da computação quântica de pesquisa experimental para engenharia de produção em escala.
O rastreador de vantagem quântica colaborativo demonstra o compromisso da IBM com rigor científico e transparência, reconhecendo que alegações extraordinárias requerem evidências extraordinárias e escrutínio independente.
A previsão de vantagem quântica comprovada até o final de 2026 é ambiciosa, mas os fundamentos técnicos apresentados sugerem que é alcançável. Se confirmada, marcará um ponto de inflexão onde computadores quânticos começam a entregar valor prático real, não apenas demonstrações acadêmicas.
Para profissionais de tecnologia, pesquisadores e empresas, este é o momento de começar a explorar como computação quântica pode impactar seus campos. Algoritmos quânticos úteis para química, otimização, aprendizado de máquina e criptografia já existem, aguardando apenas hardware suficientemente capaz para demonstrar vantagens práticas.
A jornada rumo à computação quântica útil ainda tem anos pela frente, mas os progressos anunciados pela IBM sugerem que estamos saindo da era de promessas distantes e entrando na era de entregas tangíveis. Os próximos anos serão decisivos para determinar se a computação quântica cumprirá seu potencial transformador ou encontrará limitações fundamentais que restringirão suas aplicações.
Por enquanto, o entusiasmo é justificado, mas temperado com realismo sobre os desafios que permanecem. Como afirmou Jay Gambetta, Diretor de Pesquisa da IBM e IBM Fellow, existem muitos pilares para levar a computação quântica verdadeiramente útil ao mundo, e a IBM acredita ser a única empresa em posição de inventar e escalar rapidamente software, hardware, fabricação e correção de erros quânticos para desbloquear aplicações transformadoras.
O tempo dirá se essa confiança é justificada, mas os anúncios de hoje certamente colocam a IBM na vanguarda da corrida quântica.
