Vantagem quântica: computadores superpoderosos podem estar próximos
Em um artigo publicado recentemente no site The Conversation, o físico Daniel Lidar, professor da Universidade do Sul da Califórnia, em Los Angeles nos EUA, explica sobre vantagem quântica. O termo é geralmente usado como um ponto a partir do qual o campo da computação quântica poderá executar, de forma efetiva, tarefas que seriam impensáveis para os computadores clássicos.
De acordo com Lidar, "a computação quântica poderá um dia ser tão perturbadora quanto a chegada da IA generativa". Mas, no momento, esse campo de estudos está em uma encruzilhada: por um lado, há momentos avançados, com pesquisadores do Google e da China demonstrando a vantagem quântica na geração de listas de números aleatórios, com determinadas propriedades.
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Por outro lado, paira sobre esse ambiente de pesquisas a ameaça de um "inverno quântico", ou seja, uma queda de investimentos caso os resultados práticos não aconteçam no curto prazo. E, embora a indústria tecnológica queira entregar a tais vantagens no curto prazo, a pesquisa acadêmica ainda precisa investigar alguns princípios fundamentais, antes que a ciência se transforme em uma tecnologia prática.
De onde vem o poder da computação quântica?
O elemento fundamental da computação quântica é o qubit, o bit quântico. Essa unidade subverte os bits clássicos que só podem existir na forma de 0 ou 1. Camaleônico, o qubit pode existir em múltiplos estados simultaneamente, inclusive como 0 e 1 ao mesmo tempo, até ser medido. Naturalmente, a coisa vai muito além disso, e envolve também uma complicada interação de superposição, interferência e emaranhamento.
Isso significa que a computação quântica aplica a manipulação de qubits, que são capazes de existir em múltiplos estados ao mesmo tempo (superposição), influenciarem-se entre si de forma instantânea (emaranhamento) e até se cancelarem ou se reforçarem uns aos outros, em um emaranhamento que Einstein chamou de "ação assustadora à distância".
Aplicações da computação quântica
Uma das áreas críticas da pesquisa atual é a aprendizagem automática, isto é, o desenvolvimento de novos algoritmos capazes de identificar os melhores lugares para integrar sensores, de forma a capturar dados mais significativos. A interconexão de computadores quânticos pode ser o ponto de partida para uma internet quântica, com criptografia e canais de comunicação ultrasseguros.
Nesse sentido, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA (NIST) já selecionou quatro algoritmos resistentes a quantum e irá compartilhá-los globalmente para serem usados em criptografia. Além disso, a computação quântica pode ajudar a prever o resultado de experimentos complexos na química e na ciência de materiais, acelerando a descoberta de novos medicamentos e substâncias.
Finalmente, uma das aplicações mais notáveis da computação quântica é a chamada detecção quântica, que é capaz de detectar e medir fenômenos físicos, permitindo avaliações precisas em campos magnéticos ou elétricos. As aplicações abrangem inúmeras áreas, como monitoramento ambiental, exploração geológica, imagens médicas e vigilância.
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