Estou em pé, diante de um computador quântico construído com átomos e luz, no National Quantum Computing Centre do Reino Unido, nos arredores de Oxford. Sobre uma bancada de laboratório, uma complexa matriz de espelhos e lentes circunda uma célula do tamanho de um cubo mágico, na qual 100 átomos de césio são suspensos em formação de grade por um feixe de laser cuidadosamente manipulado.
A configuração deles é tão compacta que eu poderia pegá-la, carregá-la para fora do laboratório e colocá-la no banco traseiro do meu carro para levá-la para casa. Ainda assim, seria improvável que eu fosse muito longe. Ela é pequena, mas poderosa, e por isso é muito valiosa. A Infleqtion, empresa que a possui, sediada no Colorado, nos Estados Unidos, espera que as capacidades da máquina lhe rendam 5 milhões de dólares, em um evento a ser realizado em Marina del Rey, na Califórnia, também nos EUA.
A Infleqtion é uma das seis equipes que chegaram à fase final de uma competição de computação quântica, com duração de 30 meses, chamada Quantum for Bio, Q4Bio. Conduzida pela organização sem fins lucrativos Wellcome Leap, ela tem como objetivo mostrar que os computadores quânticos de hoje, embora sejam desorganizados, propensos a erros e muito distantes das máquinas de grande escala que os engenheiros esperam construir, poderiam de fato beneficiar a saúde humana. O sucesso representaria um avanço significativo na comprovação do valor dos computadores quânticos. Mas, por enquanto, ao que parece, esse valor está ligado ao aproveitamento e ao aprimoramento do desempenho de computadores convencionais, também chamados de clássicos, em conjunto, criando um híbrido que pode superar o que é possível com máquinas clássicas sozinhas.
Há duas categorias de prêmio. Uma, que concederá 2 milhões de dólares (cerca de 10,6 milhões de reais) a toda e qualquer equipe que conseguir executar um algoritmo de saúde significativamente útil em computadores com 50 ou mais qubits (a unidade básica de processamento em um computador quântico). Para conquistar a outra, e ganhar o grande prêmio de 5 milhões dólares (aproximadamente 26,5 milhões de reais), uma equipe deve executar com sucesso um algoritmo quântico que resolva um problema significativo do mundo real na área da saúde, e o trabalho deve usar 100 ou mais qubits. Os vencedores têm de atender a critérios rigorosos de desempenho e devem resolver um problema de saúde que não possa ser resolvido com computadores convencionais, uma tarefa difícil.
Apesar da dimensão do desafio, a maioria das equipes acredita que parte desse dinheiro pode ser sua. “Acho que temos boas chances”, diz Jonathan D. Hirst, químico computacional da Universidade de Nottingham, no Reino Unido. “Estamos muito claramente dentro dos critérios para o prêmio de 2 milhões de dólares”, diz Grant Rotskoff, da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, cuja colaboração investiga as propriedades quânticas da molécula de ATP que fornece energia às células biológicas.
O grande prêmio talvez seja menos garantido. “Isso realmente está no limite extremo do que é viável”, diz Rotskoff. Pessoas de dentro dizem que o desafio é tão difícil, dado o estado da tecnologia de computação quântica, que boa parte do dinheiro pode permanecer na conta da Wellcome Leap.
Como a maior parte do trabalho do Q4Bio não foi publicada e está protegida por acordos de confidencialidade, e como o campo da computação quântica já está repleto de alegações e contra-alegações sobre desempenho e realizações, apenas os jurados estarão em posição de decidir quem está certo.
Uma solução híbrida
A ideia por trás dos computadores quânticos é que eles podem usar objetos de pequena escala que obedecem às leis da mecânica quântica, como átomos e fótons de luz, para simular processos do mundo real complexos demais para serem modelados em nossas máquinas clássicas cotidianas.
Os pesquisadores vêm trabalhando há décadas para construir esses sistemas, que poderiam trazer avanços para a criação de novos materiais, o desenvolvimento de fármacos e o aprimoramento de processos químicos, como a produção de fertilizantes. Mas lidar com elementos quânticos, como átomos, é excruciantemente difícil. As aplicações maiores e mais promissoras exigem máquinas enormes e robustas, capazes de suportar o “ruído” ambiental que pode muito facilmente perturbar sistemas quânticos delicados. Ainda não temos essas máquinas, e não está claro quando as teremos.
A Wellcome Leap quis descobrir se as máquinas de menor escala que temos hoje podem ser levadas a fazer algo, qualquer coisa, útil para a área da saúde enquanto aguardamos a era dos computadores quânticos potentes e de grande escala. O grupo iniciou a competição em 2024, oferecendo 1,5 milhão de dólares (cerca de 8 milhões de reais) em financiamento para cada grupo das 12 equipes selecionadas.
As seis finalistas do Q4Bio adotaram uma variedade de abordagens. De forma crucial, todas encontraram maneiras engenhosas de superar as limitações da computação quântica. Diante de máquinas ruidosas e limitadas, elas aprenderam a transferir grande parte da carga computacional para processadores clássicos que executam algoritmos desenvolvidos recentemente e que, em muitos casos, são melhores do que o estado da arte anterior. Os processadores quânticos passam então a ser necessários apenas para as partes do problema em que os métodos clássicos não têm escalabilidade suficiente à medida que o cálculo se torna maior.
Por exemplo, uma equipe liderada por Sergii Strelchuk, da Universidade de Oxford, está usando um computador quântico para mapear a diversidade genética entre humanos e patógenos em estruturas complexas baseadas em grafos. Os pesquisadores esperam revelar conexões ocultas e possíveis caminhos de tratamento. “Você pode pensar nisso como uma plataforma para resolver problemas difíceis em genômica computacional”, diz Strelchuk.
As ferramentas clássicas correspondentes têm dificuldade até mesmo com uma ampliação modesta para grandes bancos de dados. A equipe de Strelchuk construiu um pipeline (processamento em sequência) automatizado, que oferece uma maneira de determinar se solucionadores clássicos terão dificuldade com um problema específico e como um algoritmo quântico poderia formular os dados para que eles se tornem solucionáveis em um computador clássico, ou manejáveis em um computador quântico ruidoso. “Você pode fazer tudo isso antes de começar a gastar dinheiro com computação”, diz Strelchuk.
Em colaboração com a Cleveland Clinic, a Algorithmiq, sediada em Helsinque, na Finlândia, usou um computador quântico supercondutor construído pela IBM para simular um medicamento contra o câncer que é ativado por tipos específicos de luz. “A ideia é que você toma o medicamento, e ele está em todo o seu corpo, mas não está fazendo nada, apenas parado ali, até que uma luz de determinado comprimento de onda incida sobre ele”, diz Guillermo García-Pérez, diretor científico da Algorithmiq. Então ele age como uma bala molecular, atacando o tumor apenas no local do corpo para onde essa luz é direcionada.
O medicamento com o qual a Algorithmiq iniciou seu trabalho já está em ensaios clínicos de fase II para o tratamento de cânceres de bexiga. A simulação calculada por computador quântico, que adapta e aprimora algoritmos clássicos, permitirá que ele seja redesenhado para tratar outras condições. “Ele permaneceu um tratamento de nicho precisamente porque não pode ser simulado de forma clássica”, diz Sabrina Maniscalco, CEO e cofundadora da Algorithmiq.
Maniscalco, que também está confiante de sair da competição com prêmio em dinheiro, acredita que os métodos usados para criar o algoritmo terão amplas aplicações: “O que fizemos durante o período do programa Q4Bio é algo único que pode mudar a forma de simular química para a área da saúde e as ciências da vida.”
A proposta da Infleqtion, executada em sua máquina alimentada por césio, é um esforço para melhorar a identificação de assinaturas de câncer em dados médicos. Junto com colaboradores da Universidade de Chicago e do MIT, nos Estados Unidos, os cientistas da empresa desenvolveram um algoritmo quântico que garimpa enormes conjuntos de dados, como o Cancer Genome Atlas.
O objetivo é encontrar padrões que permitam aos clínicos determinar fatores como a origem provável do câncer metastático de um paciente. “É muito importante saber de onde ele veio porque isso pode orientar o melhor tratamento”, diz Teague Tomesh, engenheiro de software quântico que lidera o projeto Q4Bio da Infleqtion.
Infelizmente, esses padrões estão escondidos dentro de conjuntos de dados tão grandes que sobrecarregam os solucionadores clássicos. A Infleqtion usa o computador quântico para encontrar correlações nos dados que podem reduzir o tamanho da computação. “Depois devolvemos o problema reduzido ao solucionador clássico”, diz Teague. “Basicamente, estou tentando usar o melhor dos meus recursos quânticos e clássicos.”
A equipe sediada em Nottingham, por sua vez, está usando computação quântica para definir um candidato a fármaco que possa curar a distrofia miotônica, a forma mais comum de distrofia muscular com início na idade adulta. Um dos integrantes da equipe, David Brook, teve participação na identificação do gene por trás dessa condição em 1992. Mais de 30 anos depois, Brook, Hirst e os demais integrantes de seu grupo, que inclui a QuEra, empresa de Boston que desenvolve um computador quântico baseado em átomos neutros, agora calcularam, por meio de computação quântica, uma forma pela qual fármacos podem formar ligações químicas com a proteína que desencadeia a doença, bloqueando o mecanismo que causa o problema.
Baixas expectativas
A confiança dos participantes pode ser alta, mas a de Shihan Sajeed é muito menor. Empreendedor de computação quântica sediado em Waterloo, Ontário, no Canadá, é diretor do programa Q4Bio. Ele acredita que as máquinas quânticas propensas a erros, com as quais os pesquisadores precisam trabalhar, dificilmente atenderão a todos os critérios do grande prêmio. “É muito difícil alcançar algo com um computador quântico ruidoso que uma máquina clássica não consiga fazer”, avalia.
* As páginas públicas do Q4Bio confirmam a existência do prêmio, e um comunicado da própria Infleqtion, de 5 de fevereiro de 2026, confirma que a empresa havia avançado para a fase final, mas não havia comunicado oficial sobre o dia exato do evento em Marina del Rey até a publicação desta matéria.
Michael Brooks
