Por que os EUA precisam de um 'Oppenheimer quântico' para vencer a China na corrida quântica

A mecânica quântica tem o potencial de mudar o mundo além de nossa imaginação mais selvagem. Embora existam muitos desafios que devem ser superados primeiro, a tecnologia quântica promessas para revolucionar muitas áreas da vida, desde computação e finanças até criptografia e descoberta de medicamentos. Essas infinitas possibilidades levaram muitos países a criar seus próprios programas quânticos nacionais para promover o progresso, que são sustentados por bilhões de dólares, libras, euros ou yuans.

A nação que lidera a corrida até agora para aproveitar o poder das tecnologias quânticas é a China. O país construiu uma rede de fibra ótica com segurança quântica de 2000 km e, em 2017, demonstrou comunicações por satélite com segurança quântica. Em 2019 e 2020, a demonstração da China de “vantagem quântica” – um limiar crítico no caminho para poderosos computadores quânticos – revelou ainda mais uma sofisticação e aceleração de seu programa de informação quântica.

Tanto no meio político quanto no científico, alguns rapidamente descartam o progresso recente da China, vendo as publicações chinesas com ceticismo e afirmando que o país é um “tigre de papel”. No entanto, um exame mais detalhado da pesquisa quântica chinesa publicada revela um nível de detalhe, resultados e colaboração com pesquisadores ocidentais que sugerem que o tigre tem dentes. Os chineses estão de fato priorizando e dominando o espaço quântico, com toda a intenção de vencer esta corrida tecnológica.

O rápido progresso da China é ainda mais preocupante para os EUA quando se considera que os Estados Unidos estavam bem à frente da China em tecnologia quântica na virada do século. Essa reversão foi atribuída à redução do financiamento federal dos EUA para pesquisa quântica entre 2005 e 2015.

No entanto, essa explicação simplifica demais os fracassos dos EUA e também não dá crédito à China por seus próprios avanços. Inevitavelmente, a situação é lamentada nos EUA, com preocupações que vão desde a China desenvolvendo um computador quântico capaz de decifrar nossos códigos mais seguros, até capacidades militares e industriais chinesas avançadas que superam amplamente as nossas.

Dado o constante compromisso e progresso da China, a conversa nos EUA agora deve se voltar para perguntas sérias sobre nosso nível de compromisso e sobre a necessidade de criar um cronograma para acelerar o programa quântico dos EUA. Essas discussões devem se concentrar na defesa de curto prazo, na participação da indústria e nas ações políticas que abordam diretamente a questão: como os EUA podem pegar – e ultrapassar – a China na corrida quântica?

Um “czar quântico”

Em 2019, os EUA autorizaram US$ 1.3 bilhão em financiamento federal ao longo de cinco anos para pesquisa e desenvolvimento quântico. A maior parte do dinheiro vai para os laboratórios nacionais e universidades acadêmicas para pesquisa, desenvolvimento de novos currículos quânticos, construção de testbeds quânticos e crescimento da força de trabalho quântica. Espera-se que esses laboratórios e universidades nacionais, por sua vez, envolvam parceiros da indústria para promover uma indústria quântica dos EUA com acesso a investimentos privados que levem à comercialização.

Infelizmente, essa estratégia é baseada em três suposições errôneas – todas relacionadas ao tempo. Primeiro, temos uma estratégia de “deixar 100 flores desabrocharem” que pressupõe que os EUA tenham tempo suficiente para explorar, amadurecer e, em seguida, cortar caminhos infrutíferos de uma diversa cornucópia de soluções quânticas.

Em segundo lugar, pressupõe que os laboratórios nacionais e as organizações acadêmicas independentes do país avançarão a tecnologia quântica em um ritmo que iguale ou até exceda os concorrentes chineses. E terceiro, assume bilhões de dólares em investimentos privados para fazer a transição da pesquisa para soluções maduras e voltadas para o mercado.

O programa quântico chinês, em contraste, é liderado pelo físico quântico Jian Wei Pan e é administrado por um grupo fortemente coordenado de parceiros acadêmicos, governamentais e industriais. O programa tem bons recursos, com um orçamento anual estimado em bilhões de dólares, e conta com total apoio do Partido Comunista Chinês. A corrida quântica dos EUA com a China pode ser comparada de certa forma à corrida para desenvolver tecnologia nuclear na década de 1940.

Existem poucos esforços anteriores em tempos de paz que correspondem à magnitude científica e à urgência associadas ao início da era quântica.

Para pegar os alemães, os EUA criaram o Projeto Manhattan, onde parceiros governamentais, acadêmicos e industriais trabalharam em grande parte sob a liderança de Robert Oppenheimer. Ele orientou com sucesso a P&D nuclear básica e os avanços de engenharia necessários para ultrapassar os alemães.

Oppenheimer entendeu a urgência da situação, junto com as complexidades da tecnologia e os desafios de coordenar de forma eficaz a engenharia especializada e as forças de trabalho científicas. Ele era o maestro de uma grande orquestra científica, com os melhores cientistas e engenheiros do país atuando como músicos.

Onde está nosso Oppenheimer para a competição de hoje para desenvolver tecnologia quântica? Quando começa o projeto quântico? As instituições e pesquisadores dos EUA estão entre os melhores do mundo, mas sem um programa coordenado sob uma liderança coesa, permaneceremos na sombra da China.

Se os EUA forem bem-sucedidos em superar a China, devem implementar uma estratégia simplificada e convergente, coordenada em torno de um “czar quântico” com conhecimento técnico e habilidades programáticas. Essa pessoa deve ter o poder de direcionar e distribuir financiamento significativo e sustentado de P&D para organizações públicas e privadas em todo o país.

Eles devem supervisionar a seleção das várias abordagens e soluções técnicas de maneira cuidadosa, mas rápida. O czar deve formular e executar uma estratégia que priorize a rápida implantação de soluções quânticas de curto prazo e faça pleno uso dos parceiros industriais únicos e tecnologicamente avançados do país.

Rivalidade quântica EUA-China cria barreiras prejudiciais ao progresso

Isso não é pouca coisa e há poucos esforços anteriores em tempos de paz que correspondem à magnitude científica e à urgência associadas ao início da era quântica. Mas se os EUA pretendem desafiar seriamente o esforço quântico chinês em rápida aceleração, devem implementar uma nova estratégia que reconheça a janela de oportunidade que se fecha no país e a necessidade de uma estratégia mais focada técnica e organizacionalmente.

Os EUA devem avançar urgentemente em sua conversa nacional de uma discussão tecnocêntrica para uma focada no tempo e nos desafios organizacionais de acelerar o progresso do programa quântico da nação.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/why-the-us-needs-a-quantum-oppenheimer-to-beat-china-in-the-quantum-race/