Você sabe o que é e como funciona um Computador Quântico?

O computador quântico é uma realidade, e já faz parte do Google. Com a sua tecnologia torna-se possível resolver problemas complicados em alguns segundos.

Sua estrutura permite realizar cálculos matemáticos complexos, mas não serve para navegar na internet, por exemplo.

Nesses casos, é melhor ficar com a computação clássica mesmo.

A seguir listamos os tópicos que serão abordados neste artigo:

• O que é um computador quântico;
• O que é computação quântica;
• O que é superposição;
• Computador quântico do Google;
• Características do computador quântico;
• Computador quântico no Brasil;
• Preço de um computador quântico.

O que é um computador quântico?

O computador quântico é uma tecnologia de ponta, sendo produto de todos os esforços científicos do último século.

Ele funciona como um computador voltado para a área científica. Dessa forma, não é um computador no estilo que estamos acostumados, pois diferente das máquinas convencionais, os computadores quânticos podem resolver problemas complexos de verdade.

Isso acontece por causa da capacidade de processamento desses computadores. A computação clássica trabalha com binários, os famosos “0” e “1” que vemos por aí. Mesmo sendo poderoso, não é rápido o suficiente em alguns casos.

Os computadores quânticos usam os qubits, que nada mais são do que os bits quânticos. Os qubits não ficam presos apenas nos “0” e “1” da computação clássica. Assim, podem assumir diversos valores ao mesmo tempo, sendo esse fenômeno possível por causa da superposição, um evento da mecânica quântica.

Mas de onde surgem os estudos para o desenvolvimento dos computadores quânticos? É isso que vamos ver em nosso próximo tópico, mas antes temos uma dica para você.

Nos últimos anos a o crescimento da linguagem Python foi enorme. Grandes sites como GitHub, Stack Overflow e TIOBE mostram como a popularidade dessa linguagem aumentou, se tornando a segunda linguagem mais amada, segundo a pesquisa do Stack Overflow com milhares de desenvolvedores.

Além disso, o mercado de trabalho procura, cada vez mais, profissionais capacitados que sabem como utilizar o máximo da linguagem.

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O que é computação quântica?

A computação quântica é a ciência que une as propriedades e teorias da mecânica quântica à Ciência da Computação.

Estuda a concepção de algoritmos e softwares com base nos cálculos complexos da mecânica quântica, que por meio dessa tecnologia podem ser executadas de maneira mais rápida que em computadores clássicos.

É a base para o desenvolvimento dos computadores quânticos.

O que é superposição?

A superposição, na física quântica, é o fenômeno em que determinados sistemas podem apresentar vários estados ao mesmo tempo. Por isso que a comunidade científica está por trás do primeiro computador quântico.

Ao invés de um bit ser apenas um valor, ele pode ser uma superposição de valores, o que permite uma grande velocidade de processamento.

Isso é muito interessante para pesquisadores acadêmicos, principalmente na área de exatas. A informação é rapidamente processada utilizando os qubits. Porém, vale lembrar que essa tecnologiaé restrita para computadores quânticos.

Computador quântico do Google

O Google fez um anúncio curioso em setembro de 2019: diz ter atingido a supremacia quântica. Em resumo, a supremacia quântica é caracterizada quando um computador quântico consegue resolver uma tarefa impossível.

A tarefa era simples: mostrar se um gerador de números aleatórios realmente retornava números aleatórios. O Sycamore foi utilizado para a tarefa que, segundo estimativas, um super computador levaria 10 mil anos para realizar.

Para a surpresa de todos, foram necessários apenas 200 segundos. Esse é o poder de processamento deste tipo de computador.

O que deixa os amantes da computação entusiasmados é saber que essa tecnologia tem muito a evoluir. Ou seja, dentro de alguns anos esses computadores serão muito mais poderosos.

Em uma entrevista, Sundar Pichai fez uma analogia entre o computador quântico do Google e o primeiro avião. O resultado da tarefa revela a capacidade dos computadores quânticos, não sendo, portanto, seu limite de aplicação.

A informação é o objetivo da computação quântica. Dessa forma, um dos primeiros a adquirir esta tecnologia foi o Google. Ele serve para ajudar o buscador a ser mais eficiente.

Computador quântico para tarefas do cotidiano 

Temos uma péssima notícia para quem quer um computador quântico em casa: eles não são bons para tarefas cotidianas. Isso mesmo, a melhor tecnologia da computação é meio lenta para navegar na internet.

Além disso, todo o poder de processamento só pode ser aproveitado na ciência. Ou seja, ele não será empregado para ver vídeos no YouTube, por exemplo. O negócio dele é processar informação em grande escala.

Características do computador quântico

Os computadores quânticos apresentam algumas características peculiares. Dentre elas, podemos citar:

• Alta fragilidade;
• Poder de processamento impressionante;
• Uso de fenômenos descritos pela mecânica quântica;
• É ruim para tarefas cotidianas.

A seguir, analisaremos detalhadamente cada uma destas características.

1. Alta fragilidade

Como você já deve ter percebido, quanto mais tecnológico, mais frágil. Há uma correlação clara dessas duas variáveis. É por isso, por exemplo, que um celular moderno quebra muito fácil, enquanto os mais antigos não.

Dessa forma, como o computador quântico é o ápice da tecnologia, sua fragilidade é gigantesca também. Na verdade, ele é tão frágil que até mesmo ondas eletromagnéticas podem alterar seu funcionamento.

Assim, quando o assunto é computação quântica, o ambiente deve ser específico para este computador. Qualquer pequena variação de temperatura ou pressão pode causar erros de processamento.

Essa fragilidade surge da natureza dos fenômenos empregados neste computador. Como se trata de mecânica quântica, qualquer leve alteração pode mudar completamente o sistema. Além disso, estamos trabalhando com fótons e partículas, não mais com corrente.

Dessa forma, a possibilidade de ter um computador desses em casa é praticamente nula.

2. Poder de processamento impressionante

Como foi apresentado nos tópicos anteriores, o computador quântico resolveu um problema que levaria 10 mil anos pelos métodos convencionais.

Isso acontece pela tecnologia de qubits que este computador possui. Enquanto um computador trabalhar em 64 bits, por exemplo, o quântico trabalha com dois elevado ao número de qubits.

Dessa forma, um com apenas 10 qubits terá 1024 bits de processamento. O Sycamore, por exemplo, tem 54 qubits.

3. Uso de fenômenos descritos pela mecânica quântica

Para atingir sua incrível capacidade de processamento, este tipo de computador faz uso da superposição quântica. Por meio dela, é possível fazer um bit ter vários valores ao mesmo tempo. Leia os tópicos anteriores para entender melhor esta tecnologia.

4. É ruim para tarefas cotidianas

O foco principal do computador quântico é processar dados. Dessa forma, ele não é bom para tarefas cotidianas, como entrar no Facebook ou YouTube. Isso pode ser chocante, mas é preferível utilizar a computação clássica para isso.

No entanto, devemos considerar que é uma tecnologia recente. Não vai demorar muito para ser aperfeiçoada.

Computador quântico no Brasil

Até o momento, nenhum anúncio sobre a existência de um computador quântico no Brasil foi feito. No entanto, existem cientistas brasileiros que trabalharam no projeto do Google.

Um dos físicos que participaram foi Fernando Brandão. Seu trabalho em entrelaçamento quântico foi fundamental para o sucesso do projeto. Atualmente trabalha como professor da Caltech, na Califórnia.

Preço de um computador quântico

O preço de um computador deste porte não é muito claro. No entanto, temos o valor pago pelo Google nos modelos mais antigos desta tecnologia. De acordo com algumas matérias, o computador da Google teria custado cerca de U$10 milhões.

Porém, este valor não considera a instalação e manutenção do equipamento. O preço final certamente é muito maior do que o apresentado.

Mesmo sendo caro, um computador quântico pode ser muito útil para um país, no que se refere ao desenvolvimento tecnológico.

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