Por que precisamos de computadores quânticos? Quais são as áreas de uso?
Tomemos, por exemplo, o caso da modelagem de moléculas. Este é um problema que se torna muito complexo à medida que o tamanho das partículas aumenta. Mesmo moléculas simples, como a cafeína, são impossíveis de modelar na ciência da computação clássica, porque há muitos parâmetros a serem considerados. Este é um problema extremamente complexo. A computação quântica, por meio de sua abordagem, possibilita reduzir significativamente a complexidade. Então, para ir de um problema exponencial para um problema linear. Para ser mais revelador, um problema que levaria anos ou séculos para ser resolvido nos clássicos, pode levar minutos em termos quantitativos.
>> Leia também: Por que a soberania quântica é tão difícil de alcançar?
Quais são as diferenças entre computação quântica e computação clássica?
É importante entender que a computação quântica é uma mudança de paradigma. Em geral, hoje, com a computação clássica, estamos lidando com bits e, portanto, com zero ou uma informação. Assim, contém pouca informação da unidade. O qubit, ou “bit quântico”, é o elemento básico, o equivalente em qubit da computação quântica. Um qubit pode conter duas informações. Portanto, dois qubits podem conter quatro bits de informação, etc. Portanto, temos um aumento exponencial na informação que um computador quântico pode conter. Isso permite lidar com temas mais complexos.
Tomemos o exemplo de um labirinto. Na computação clássica, para encontrar o caminho mais curto entre entrada e saída, faremos testes. Um teste, dois testes, três testes… Quanto mais complexo o labirinto, mais testes você terá que fazer. Na computação quântica, é completamente diferente! Conhecemos a entrada e a saída. O que precisa ser feito na computação quântica é modelar todos os caminhos possíveis, pois temos a capacidade de obter mais informações. A mágica está em encontrar o algoritmo ou algoritmos que permitirão determinar o caminho mais provável.
Em suma, a computação clássica é inevitável. Eu tenho uma entrada e uma saída e será sempre a mesma. Enquanto no quantum, precisamos saber qual resultado estamos buscando e lidar com as probabilidades do resultado.
>> Leia também: Nova maneira de armazenar informações quânticas?
Como funciona um computador quântico?
Para simplificar, a computação quântica é a capacidade de explorar dois fenômenos quânticos: superposição – um qubit está em um estado de superposição entre 0 e 1, e enquanto não for medido, não sabemos, é um campo de informação – e emaranhamento. Usando esses dois fenômenos, podemos modelar fenômenos mais complexos, o que não podemos fazer na ciência da computação clássica.
>> Leia também: Computador quântico: como funciona?
Quais são as principais vantagens da computação quântica?
Alguns problemas complexos, que poderiam levar anos para serem resolvidos, talvez séculos, levariam alguns minutos, algumas horas. Portanto, há uma redução significativa de volume e tempo, o que permitirá a quem puder, por exemplo, pensar em reduzir o consumo de energia. Quando você precisa de um monte de servidores rodando por meses, basta rodar alguns computadores quânticos por algumas horas. Assim, podemos ter uma redução significativa da nossa pegada ecológica.
Quais são os próximos passos no desenvolvimento?
Hoje, podemos dizer que estamos nos anos setenta, se compararmos o desenvolvimento da computação clássica. Atualmente, existem 20-25 tecnologias de diferentes laboratórios. Cinco coisas se destacam, uma delas é o supercondutor, que é realmente avançado e usado pelo Google, IBM, Amazon… para ir até 1.000, 10.000 ou até 100.000 qubits. Por enquanto, a tecnologia final ainda não está lá, mas há evidências.
>> Leia também: Pesquisadores ultrapassam os limites da supremacia quântica
A entrevista foi realizada no nº 2021.
