notícia O que é Computação Quântica?

[eliasgirardi]

     

     

     A computação quântica é a nova fronteira da informática, uma revolução que promete um processamento de dados tão alto que problemas do tamanho do Universo serão solucionados a uma velocidade assustadoramente rápida.

     Atualmente, tudo que circula no mundo da computação é fruto de uma sequência de 0 e 1. É assim que a informação é codificada e circula em meios eletrônicos -- inclusive nos transistores, os componentes básicos dos computadores. A menor quantidade de informação enviada por um computador é 1 bit, que pode ser ou um 0 ou um 1. Só que isso é uma adaptação para a computação da física clássica, que explica bem o funcionamento do mundo quando o objetivo é analisar corpos relativamente grandes. Não dá muito certo, porém, quando se tenta avaliar partículas muito pequenas. A interação de moléculas, átomos e partículas subatômicas, como elétrons e fótons, é algo do domínio da física quântica.

     Ao transportar esse conhecimento para a computação, os cientistas perceberam que a transmissão de informação poderia ser agilizada - e muito - ao criar bits quânticos, os bits quânticos ou qubits. Para isso, basta aproveitar traços do mundo quântico.

     As partículas quânticas são especiais: existem em diversos estados físicos. Se o bit pode ser 0 ou 1, um bit quântico pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo. Isso ocorre porque pode haver uma sobreposição ou superposição dos dois estados, o que gera um terceiro estado diferente.

     Um bit quântico se comporta como um átomo artificial.

     Outra característica da física quântica é a capacidade dessas partículas se entrelaçarem ou se emaranharem de tal modo que uma passa a responder às mudanças das outras. Dá para saber características de uma partícula só observando as outras às quais ela está entrelaçada.

     Com todas essas características combinadas, esses qubits conseguem processar muito mais informação do que um bit habitual. Sutor gosta de descrever o problemão que seria para um computador guardar os detalhes de uma partícula simples.

     "De quanta memória eu precisaria para armazenar uma molécula de cafeína no computador? A resposta é: uma capacidade ridiculamente enorme. Aproximadamente 10 seguido de 46 zeros bits. E isso é bastante grande já que os cientistas estimam que o número de átomos no nosso planeta é entre 10 seguido de 49 zeros e 10 seguido de 50 zeros. Ou seja, a quantidade de informação que você precisaria para armazenar uma molécula de cafeína é equivalente a 1% ou 10% das partículas que temos no planeta!".

     O executivo diz que seria praticamente impossível construir uma máquina capaz de guardar tanta informação seguindo a lógica da computação clássica. "Mas a mesma quantidade de informação seria armazenada em 160 qubits", pondera.

     Mas, tudo o que os qubits têm de poderosos eles têm de instáveis. Como essas características "mágicas" são conferidas por partículas muito pequenas, qualquer perturbação no ambiente pode fazer a informação que carregam se perder e aumentar as taxas de erro. Esses "ruídos" podem ser variações mínimas de temperatura ou vibrações imperceptíveis.

     Empresas que desenvolvem computadores quânticos hoje em dia resolvem o problema da instabilidade dos qubits de um jeito bastante único: resfriam todo o ambiente até bem próximo do zero absoluto, o 0 Kelvin ou -273°C.

     Quando está funcionando, com toda refrigeração, aquele lugar é um dos mais gelado do universo.

     Pode até parecer exagero, mas não é, já que as temperaturas registradas em um computador quântico são menores do que no espaço.

     Uma refrigeração tão potente requer um aparato eletrônico de ponta, que inclui, por exemplo, câmaras criogênicas conectadas por cabos supercondutores. O computador da IBM fica pendurado para evitar as vibrações vindas do solo. Tudo isso é guardado dentro de uma estrutura em forma de cilindro que é selada a vácuo.

     Ainda assim, isso não é suficiente para manter o computador a salvo dos "ruídos". Ele fica dentro de uma gaiola de vidro que barra som e outras vibrações. Cada uma das paredes tem 3 m de altura por 3 m de largura e sua espessura é tão grossa que seu peso chega a 318 kg. Talvez você seja um cético e ache que essa fortaleza fria seja dispensável, afinal, o que ela está tentando impedir de acontecer? Sutor responde: Um simples fóton poderia estragar todo um cálculo, porque um só fóton já é muito quente.

     Ele está falando da partícula elementar responsável pela radiação eletromagnética que, de tão pequena, tem massa zero enquanto está em repouso. Além de desestabilizar o computador quântico, um fóton poderia se enrabichar com outra partícula do processador e produzir resultados imprestáveis.

     

     Leia a notícia completa com o título de: Você não terá celular quântico tão cedo; e por que isso não é um problema? no site https://noticias.uol.com.br/tecnologia/noticias/redacao/2019/02/22/voce-nao-tera-celular-quantico-tao-cedo-e-por-que-isso-nao-e-um-problema.htm

Editado: 8 de Março de 2019 por eliasgirardi