Os computadores quânticos

 Tecnologia

 

Computadores quânticos representam um avanço no mundo da tecnologia, por trazerem rapidez e novas possibilidades. Eles podem ler e manipular informações contidas em átomos, moléculas, prótons, elétrons e outros sistemas quânticos, saindo do tradicional binário dos computadores convencionais, para um espectro maior de valores.

 

[Vista aproximada de um computador quântico. Imagem: Galileu | Reprodução]

 

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DESAFIOS TECNOLÓGICOS

 

Quando vemos avisos nos aplicativos de mensagem indicando que as conversas são criptografadas, isso significa que no meio do caminho, elas são embaralhadas e refeitas apenas no dispositivo do receptor.

 

Se alguém intercepta no meio do caminho, vê tudo misturado e não consegue ler. É por isso que a economia digital se baseia na criptografia, segredos de governo e outras informações úteis a serem mantidas privadas.

 

Descriptografar algo pode ser muito demorado para os computadores convencionais. Já para os computadores quânticos, isso pode ser feito em segundos. Cientistas chineses relataram que, em outubro de 2024, descriptografaram documentos secretos de inteligência militar usando computadores quânticos, o que demonstrou o novo poder que isso pode representar, como controle econômico ou acesso a segredos de estado.

 

Como é um computador muito rápido, ele acaba dando mais possibilidades para pesquisa e modelagem científica, visto que problemas mais complexos deixam de ter o fator tempo e limitação de máquina como empecilhos.

 

Isso não significa que cada um de nós vai ter um computador quântico em casa tão logo. Eles exigem condições especiais. Dada a importância deles, o ano de 2025 foi declarado pela ONU como o "Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quântica".

 

A CORRIDA DOS COMPUTADORES QUÂNTICOS

 

No ano de 2019, pesquisadores do Google afirmaram ter atingido a "supremacia quântica", pois foram capazes de realizar em 200 s o que o então computador mais avançado do mundo, o Summit, da IBM, levaria aproximadamente dez mil anos. O experimento realizado pelos pesquisadores utilizou 53 qubits, com o computador mantido em temperaturas de cerca de 20 mK. Há controvérsias nos dados, mas o feito chama a atenção.

 

Essa corrida não parou por aí e segue com novos computadores experimentais. Uma reportagem do Fantástico mostrou o desenvolvimento da tecnologia em grandes empresas do setor, em 2025. Na IBM, em New York foi possível ver um dispositivo com cabos muito finos e placas de ouro separando espaços.

 

O computador quântico, como visto na IBM, seria um chip mantido a - 273 °C (mais frio que no espaço sideral). Como elétrons formam pares, eles tendem a se aproximar no frio. Outras condições da Física Quântica são cuidadas: ambiente totalmente escuro e sem ruídos.

 

A Microsoft tem um computador quântico também, cujo chip recebeu o nome Majorana. Além de super-resfriado, possui dois ímãs fortes que criam um campo magnético que auxilia a evitar erros.

 

DIFERENÇAS E PECULIARIDADES DO COMPUTADOR QUÂNTICO

 

Além da configuração espacial, temperatura e outros fatores já citados, existem mais peculiaridades no computador quântico. O computador quântico realiza cálculos ou executa algoritmos por meio da leitura de informações salvas em sistemas quânticos (átomos, moléculas, prótons, elétrons, fótons e outros).

 

Os computadores comuns, por sua vez, são baseados na passagem de corrente elétrica pelos transistores (pequenos semicondutores). Nos computadores quânticos, é feita a leitura do spin de partículas.

 

Nas contas de computadores comuns, as sentenças lógicas se baseiam em valores binários, isto é, números e elementos construídos por expoentes zero ou um, na base binária. Já no computador quântico, pode haver 0 e 1, isolados e ao mesmo tempo, o que permite os cálculos mais rápidos ao serem lidos os bits quânticos.

 

Isso vem do chamado colapso da função de onda. Essa função parte de grandezas mensuráveis como massa, carga elétrica, campo magnético, dentre outros. A função de onda permite mais de um valor para cada grandeza e probabilidades de medida associadas a cada valor.

 

A natureza dos bits quânticos leva a que a resposta correta de um cálculo esteja entre as possibilidades, mesmo antes de ser cravada. O tempo computacional de cálculo, conhecido também como custo computacional, acaba se tornando bem menor.

 

Navegar na internet ou assistir a vídeos continuam sendo tarefas que um computador eletrônico atende muito bem e de forma muito mais barata. Por outro lado, cálculos para criptografia de senhas bancárias ou modelos complexos (dinâmica climática da Terra, formação de galáxias, simulações de sistemas vivos e outros) podem ser feitos pelo computador quântico e em tempo hábil para trazer respostas à humanidade.

 

Quanto à capacidade, ela não é mais medida em bits como nos computadores eletrônicos, mas em qubits (quantum bits ou bits quânticos). A capacidade, pelos estados irem além do puro zero e um dos computadores eletrônicos, é aumentada.

 

Correspondendo um ao outro em termos de capacidade:

 

× 1 qubit = 2 bits

× 2 qubits = 4 bits

× 10 qubits = 1.024 bits

× 20 qubits = 1.048.576 bits

× 64 qubits = 1,84 • 10¹⁹ bits

× 512 qubits = 1,34 • 10¹⁵⁴ bits

 

Para se ter uma ideia, 1 TB é cerca de 8,80 • 10¹² bits em computadores eletrônicos.

 

FALANDO DE OUTRA INVENÇÃO DO MUNDO DA TECNOLOGIA

 

Os chips estão em vários equipamentos eletrônicos, inclusive dispositivos de pagamento como cartões. Na sugestão de post da linha azul 👇🏻, relembre sobre o histórico dessas invenções por Roland Moreno:

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