O FUTURO: COMPUTADOR QUÂNTICO

Autor: Alexsandro Santos Laguna

O FUTURO: COMPUTADOR QUÂNTICO


A computação quântica é uma das fronteiras da ciência que ainda tem muito a ser explorada, principalmente pela dificuldade de se criar um computador do tipo, que necessita de um enorme espaço físico e a tecnologia ainda está longe de conseguir replicar  o mesmo efeito em um tamanho possível de ser produzido em escala industrial.

Mas, vamos entender melhor sobre o que é um computador quântico! De forma bem resumida, um computador quântico é uma maquina que não segue as regras Booleanas, ou seja, ao invés de operarem com o processamento de "Bits" (que podem assumir o valor de "0" ou o valor de "1"), os computadores quânticos trabalham com o processamento de partículas de nome "Qubits" (em português, bits quânticos) que conseguem assumir ambos os valores ao mesmo tempo, isso o torna mais rápidos, são usados com o intuito de resolver cálculos ou simulações que levariam algum tempo de processamento impraticáveis em computadores eletrônicos, como esses usados atualmente.  Esses computadores são capazes de usar informações contidas em partículas, como átomos e elétrons e até na luz para resolver problemas complexos. 

Então, para um computador quântico funcionar ele depende de um entrelaçamento quântico que faz com que partículas se influenciem a escolherem estados a distancia, algo que Albert Einstein disse ser impossível e chamou de "Efeito Fantasmagórico a distancia". Um pequeno exemplo para ilustrar o que foi dito: 

"Imagine uma maquina selada, que cunha duas moedas ao mesmo tempo, embale-as em caixas, presas por uma gota de cola e as envie uma para o Rio de Janeiro e outra para Londres. Ambas moedas pode cair com a cara ou coroa para cima, mas quando o cientistas de Londres abrir a sua caixa, e esta der cara, automaticamente a moeda despachada para o Rio dará coroa."

No modelo de entrelaçamento, ambas moedas são uma coisa só, com uma influenciando a outra, e o mesmo se aplica aos Bits quânticos. Esse efeito já foi observado, então sim, Einstein estava errado nessa.  

Os computadores quânticos não servirão para os mesmo fins que os computadores clássicos não será para uso público. Como o custo é alto, e dada a capacidade de processamento de dados simultâneos um dos possíveis usos dos computadores quânticos é a fatoração de grandes números. Sendo assim, serão usados para criar chaves criptográficas mais fortes, em pesquisas cientificas, simulando modelos biológicos, meteorológicos, astronômicos ou moleculares, no desenvolvimento de medicamentos, em pesquisas aeroespaciais e claro, na defesa. 

Em computador clássico que lê três bits pode fornecer uma possibilidade de combinação enquanto o computador quântico pode apresentar até oito possibilidades.

Ainda falando em para que servem os computadores quânticos, a "facilidade" em lidar com sistemas complexos está relacionada com a natureza dos bits quânticos: Enquanto um bit eletrônico só pode assumir o valor 0 ou 1, os bits quânticos podem apresentar os dois valores ao mesmo tempo. Então entende-se que um único bit quântico tem uma equivalência numérica de 2 bits eletrônicos. Pode até não parecer muita coisa, mas com apenas 10 bits quânticos, produziríamos um computador com uma capacidade de 1024 bits (2¹º=1024), enquanto a maioria dos computadores clássicos de hoje funcionam com sistemas de 64 bits.

Contudo, com todas "facilidades" que esse computador quântico oferece, existem algumas limitações, como só funcionam em condições muito especificas o que inviabiliza a escala por enquanto. Os Qubits só se aprimoram as características de entrelaçamento em temperaturas muito baixas, próximas do zero absoluto, usando sofisticados sistemas de refrigeração a nitrogênio ou a Helio liquido. Quais quer que sejam essas variações de temperaturas pode prejudicar, ou até mesmo, interromper a seu bom funcionamento. 

Existem outros fatores que podem interferir no bom funcionamento, como campos magnéticos externos e ondas eletromagnéticas emitidas por dispositivos próximos interferem no comportamento quântico de partículas extremamente sensíveis usadas para armazenar a informação como elétrons e átomos.

Algumas empresas oferecem soluções como computadores quânticos hoje em dia, no momento, grandes companhias como IBM, a Intel e o Google possuem soluções em computação quântica, todas voltadas a macro-computação e resolução de grandes problemas, e embora a acesso as maquinas seja um tanto quanto restrito é possível experimentar na novem o que a tecnologia promete para o futuro. 

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