Computação Quântica: Navegando pelo futuro da tecnologia
A era do silício está chegando ao fim, abrindo caminho para a revolução da computação quântica.
Em 2019, o gigante tecnológico Google teve um marco histórico com a criação do Sycamore, um computador quântico. Foi um dispositivo capaz de desvendar um enigma matemático complexo em meros 200 segundos, tarefa essa que o nosso supercomputador mais avançado atualmente demandaria cerca de 10.000 anos para concluir. A computação digital baseia-se no bit como unidade primordial de informação, enquanto a computação quântica lança mão do qubit. Operando com 53 qubits, Sycamore era, naquele momento, o computador mais potente do planeta.
Entretanto, a evolução não tardou. Em apenas dois anos, o Quantum Innovation Institute na China proclamou que seu computador quântico tinha uma velocidade 100 trilhões de vezes superior à dos supercomputadores, operando com 113 qubits. Em novembro do mesmo ano, o IBM Eagle, superando ambos, foi revelado com 127 qubits. Logo no ano seguinte, a IBM apresentou ao mundo o Osprey, exibindo impressionantes 433 qubits.
A chamada "supremacia quântica" ocorre quando um computador quântico demonstra ser superior a um computador digital em uma tarefa específica. Sem dúvida, tal limiar já foi ultrapassado, porém, ainda estamos apenas começando a explorar o que é realmente possível.
O funcionamento da computação quântica apresenta diversas variações. A grande maioria dos inventores emprega átomos emaranhados, um fenômeno intrigante que abordaremos em breve. Contudo, alguns pesquisadores descobriram uma forma de transmitir informações por meio de feixes de luz, utilizando um sistema curioso baseado em espelhos. A corrida para otimizar essa tecnologia já começou, embora estejamos ainda a anos de distância de um computador quântico capaz de solucionar problemas reais em diversas áreas como medicina, combustíveis e segurança cibernética.
Observando essa rápida evolução, percebemos que a era do silício parece estar em declínio. A Lei de Moore, proposta em 1965, sugere que o número de transistores em um microchip dobra a cada 18 meses. Essa tendência indica, efetivamente, que a capacidade computacional também dobra neste mesmo período. No entanto, se continuarmos a depender primordialmente do silício, essa lei provavelmente deixará de ser válida em um futuro não tão distante.
Vale frisar que os computadores digitais estão se aproximando de seus limites de resolução de problemas de grande escala, ou ao menos de resolvê-los com a velocidade necessária para que sejam úteis. Os computadores quânticos, por outro lado, prometem uma nova era com velocidades estonteantes e a habilidade de analisar múltiplos caminhos e problemas simultaneamente para chegar à melhor solução.
Mas o que faz dos computadores quânticos tão poderosos? 🤔 Existem dois fatores principais.
O primeiro é a superposição, uma propriedade que permite a um átomo existir em múltiplos estados simultaneamente. Essa característica é a chave para a velocidade dos computadores quânticos – analisando todos os caminhos de uma vez para determinar o percurso de menor esforço.
O segundo fator é o emaranhamento. Trata-se de um fenômeno onde dois átomos interagem entre si, compartilhando informações, mantendo essa conexão mesmo que estejam distantes um do outro.
Certamente, você deve estar se perguntando: como posso ter um desses computadores quânticos? Por que toda a tecnologia ainda não é baseada na computação quântica? Bem, o desafio principal reside em um conceito conhecido como coerência.
Para o funcionamento adequado dos computadores quânticos, é imprescindível que o sistema seja absolutamente estável. Os átomos são delicados e a menor perturbação pode desestabilizá-los. Dessa forma, os computadores quânticos, na forma em que existem atualmente, devem ser mantidos em condições de zero absoluto.
No entanto, há esperança. A mãe natureza realiza a coerência em temperaturas regulares através de um processo conhecido como fotossíntese. Assim, os cientistas estão investigando como a coerência ocorre na natureza com a esperança de replicar esse processo em um computador.
Antes de discutirmos as aplicações práticas dos computadores quânticos, na próxima publicação vamos recapitular a trajetória que nos levou até este ponto revolucionário.
Até a próxima! 👌