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O que é e para que serve a computação quântica

O que é e para que serve a computação quântica

O futuro do processamento de dados já está sendo escrito. Computadores com capacidade muito além do que podemos imaginar hoje já são realidade, e irão mudar a forma como trabalhamos.

É bom já começar a a se preparar. O gigante da tecnologia Google afirmou que no ano de 2019 atingiu um marco histórico para a computação quântica: a chamada “supremacia quântica”.

De acordo com os pesquisadores envolvidos no projeto, o chip desenvolvido por eles processou um problema matemático que levaria milhares de anos para ser resolvido pelos computadores disponíveis hoje no mercado.

E sabe em quanto tempo o chip quântico resolveu o problema? 200 segundos! O Google comparou o feito com a construção do primeiro foguete lançado ao espaço, pois a supremacia quântica também deve nos levar a mundos ainda desconhecidos por nós.

O teste, como acontece com grande parte das descobertas científicas, não tem aplicações práticas, mas agora abre as portas para novas pesquisas que tornarão a computação quântica uma ferramenta útil em diversas áreas.

E pra que serve essa tal computação quântica?

Além do Google, empresas como Intel e Microsoft também têm investido na computação quântica. Empresas chinesas também já fazem parte desta corrida.

Esse interesse todo não é à toa, pois elas já percebem o quanto irão lucrar com a nova tecnologia.

Mas o que isso tem a ver com a gente? Simples: assim como a Bludata já começa a se preparar para a revolução tecnológica que se aproxima, qualquer pessoa que dependa ou utilize programas, sistemas ou aplicativos, especialmente para seus negócios, também precisará se adaptar.

Mas fique tranquilo, pois a adaptação valerá a pena.

Os benefícios da computação quântica são, de certa forma, imprevisíveis, mas já começam a aparecer.

A partir do marco da supremacia quântica (saiba mais sobre ela abaixo), já é possível, por exemplo, projetar baterias mais eficientes, fabricar medicamentos mais eficazes e produzir alimentos utilizando menos energia.

A Volkswagen já iniciou os testes de operação de  ônibus que utilizam computação quântica para rodar um sistema de gerenciamento de tráfego.

A tecnologia calcula a rota mais rápida para cada ônibus para otimizar a utilização da frota e melhorar o fluxo de tráfego. O mesmo modelo servirá, futuramente, para encontrar o caminho ideal em cadeias globais de distribuição, tornando a logística muito mais eficiente.

Com uma computação muito mais potente, também pode-se esperar que o aprendizado das máquinas (machine learning) também seja muito mais efetivo. Na prática, as máquinas ficarão ainda mais “inteligentes”.

Estima-se que elas serão capazes de encontrar, por exemplo, modelos de cálculos que servirão desde a redução drástica de riscos de investimento até previsões do tempo mais acuradas.

Mas o que significa “supremacia quântica”, afinal?

Em 2012 o físico americano John Preskill previu que a computação quântica chegaria a um ponto em que computadores quânticos seriam capazes de fazer coisas impossíveis para os computadores tradicionais. Ele chamou essa capacidade de supremacia quântica.

Um computador clássico tem funcionamento binário, baseados em “0” e “1”, (os “bits”, que podem ser interpretados como “sim” e “não”) para qualquer tipo de processamento. É assim que o seu notebook, o seu relógio digital e o seu smartphone funcionam.

uma máquina quântica consegue calcular mais informações, e elas podem ser processadas e armazenadas simultaneamente. Como isso é possível?

Senhoras e senhores, apresentamos os qubits

Assim como no início não estávamos ainda acostumados com termos como bits, bytes, mega, giga e terabytes, hoje estranhamos esta palavrinha que começa só a gora a aparecer nos noticiários, sites e fóruns.

Qubits nada mais são do que bits quânticos. Eles só funcionam sob condições específicas, como temperaturas muito baixas (próximas do zero absoluto, ou -273 °C.), ausência de ruído e qualquer mínima oscilação elétrica pode colocar tudo a perder.

O computador quântico propriamente dito é composto de um único chip. No entanto, para processar a quantidade monstruosa de dados de que é capaz, uma estrutura bem maior é necessária, garantindo todas as condições exigidas para a “sobrevivência” dos qubits.

Os computadores quânticos ainda irão demorar um pouco até serem comercializados, mas alguns já estão em funcionamento, e sua capacidade de processamento já está sendo aproveitada. A IBM inclusive já vende o processamento quântico para clientes que necessitam e podem pagar por ele.

A computação quântica não nasceu ontem. Ela é totalmente baseada no modelo quântico da física: a mecânica quântica, através do modelo de superposição.

Diferente da física tradicional e observável com a qual estamos acostumados na natureza, em uma escala subatômica (menor que o átomo) algumas partículas podem assumir dois estados simultaneamente.

O físico austríaco Erwin Schrödinger ilustrou esse fenômeno com o experimento mental meramente ilustrativo do “gato de Schrödinger“.

Uma caixa tem dentro dela um gato e um frasco de veneno. Há também um martelo acionado por um detector de radiação. Se houver radiação no ambiente, o martelo quebrará o frasco de veneno e o gato morrerá.

Como não podemos enxergar dentro da caixa, não é possível saber se o gato está vivo ou morto. Para olhar dentro da caixa, haveria algum tipo de interferência, como entrada de luz, e aí sim o gato estaria ou morto ou vivo. Sem abri-la, devemos supor que ele está vivo e morto ao mesmo tempo.

Parece bizarro? Pois é exatamente assim que funciona a superposição no mundo das partículas subatômicas. E isso inclui os qubits, que podem ser “0”, “1” e algum outro estado que não é nenhum dos dois ou é os dois ao mesmo tempo.

Além disso, o estado de um qubit tem efeito instantâneo nos outros. É o chamado entrelaçamento. E é essa gama de possibilidades que permite o computador quântico pegar atalhos para fazer cálculos muito mais rápidos.

O que mais interessa na computação quântica: segurança

Como já dissemos, a corrida pela computação quântica já começou. A concorrência fará com que a evolução aconteça mais rápido, e todos teremos a ganhar.

A IBM, inclusive, já questionou o feito do Google, afirmando que os cálculos feitos em 200 segundos podem ser feitos em um computador tradicional da IBM em dois dias e meio, algo bem longe do conceito de supremacia quântica.

Enquanto aguardamos os próximos movimentos deste xadrez tecnológico, o que podemos esperar é que a criptografia seja uma área onde haverá muitos avanços. Isso porque é ela que garante a proteção dos dados.

Tanto pela concorrência acirrada quanto pela própria natureza da computação quântica, algoritmos cada vez mais sofisticados e praticamente inquebráveis serão cada vez mais necessários.

De uma coisa, no entanto, você pode estar certo. Estaremos de olho para absorvermos tudo o que pudermos destas promessas tecnológicas para o futuro, tanto em termos de processamento quanto em termos de segurança!

E por falar em segurança, já leu nosso e-book sobre a segurança no armazenamento de dados em datacenter? Recomendamos que comece a se aprofundar no tema o quanto antes!

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