O que são computadores quânticos e como eles vão mudar o mundo

Computadores quânticos costumam aparecer em listas futuristas como uma importante inovação que deve se popularizar nas próximas décadas. Mas o que é, afinal, um computador quântico? E como ele poderá modificar o mundo em que vivemos?

Um computador quântico é, resumidamente, um computador em que o cérebro da máquina não é feito de chips, como nos convencionais. O que move essa máquina são átomos. Eles interagem entre si e são capazes de realizar cálculos.

O grande diferencial do computador quântico é que ele não precisa interpretar as sequências gigantes de bits (0 e 1). Nos computadores tradicionais, transitores interpretam esses bits e conseguem processar a informação. Mas são muitos dados: mesmo com milhões de transitores, esse processo tem um limite de rapidez.

Nos átomos existe algo chamado superposição quântica, em que a partícula fica em 0 e 1 ao mesmo tempo. Com isso, a interpretação de dados fica muito mais rápida do que nos digitais. Muito mesmo. Para se ter uma ideia, o D-Wave 2X, computador quântico feito pela D-Wave, é 100 milhões — sim, 100 milhões — de vezes mais rápido do que um chip normal de computador.

Para compreender mais sobre as diferenças entre os computadores normais e os quânticos, a D-Wave usa uma analogia com uma paisagem com montanhas e vales para mostrar como ele resolve problemas de otimização. Problemas de otimização são situações em que cientistas precisam achar o melhor caminho para atingir uma solução.

“Resolver problemas de otimização pode ser descrito como achar o ponto mais baixo na figura. Todas as soluções possíveis são mapeadas com coordenadas da paisagem, e a altitude da paisagem é a ‘energia’ ou ‘custo’ da solução neste ponto. O objetivo é achar o menor ponto no mapa e ler as coordenadas”, afirma o site da empresa.

A explicação continua: “computadores clássicos só podem ‘andar sobre a paisagem’. Computadores quânticos podem viajar pela paisagem, conseguindo achar o ponto mais baixo de maneira mais rápida. O processador D-Wave considera todas as possibilidades simultaneamente para determinar a menor energia possível para formar essas relações. O computador é capaz de retornar 10 mil respostas em 1 segundo”, completa.

Por envolver tantas especificidades técnicas e ser direcionada ao trabalho científico, é difícil cogitar quando esse tipo de inovação pode chegar ao consumidor final. Até por que o computador quântico não é o do tipo que você pode deixar em cima da mesa ou levar para a cama antes de dormir — é só ver o tamanho do D-Wave.

Como os computadores quânticos vão mudar o mundo

Greg Satell, da Forbes, dá alguns exemplos de como a computação quântica vai transformar o mundo. Segundo ele, o computador quântico será capaz de acompanhar os avanços da tecnologia. Por exemplo, a limitação dos computadores convencionais pode impedir evoluções na inteligência artificial e no aprendizado de máquinas.

“Quando o projeto do Genoma Humano foi completo em 2003, abriu uma nova era de medicina. Em vez de tratar todos os pacientes da mesma maneira, mostrou que tratamentos poderiam ser feitos para um tipo genético específico. Esses avanços também mostraram nossas limitações. Mostrar os segredos do DNA expôs como sabemos pouco de proteínas”, diz. Cientistas da Harvard descobriram que computadores quânticos vão permitir que seja feito o mapeamento das proteínas.

Outra aplicação é nos mecanismos de inteligência artificial. Um exemplo dado pela Forbes é em relação ao reconhecimento facial: na hora de reconhecer um terrorista, não pode acontecer erros, certo? Mas os computadores digitais tem uma limitação de processamento de dados e no aprendizado. Esse tipo de falha pode levar a erros cruciais, como identificar um terrorista da forma errada. A computação quântica pode ajudar a fazer esse processo sem erros. A D-Wave está trabalhando com vários parceiros, como a NASA, para ajudar a treinar sistemas de inteligência artificial.

Free the Essence

Pedro Katchborian