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Computador quântico: a porta para um admirável mundo novo

O computador quântico é a máquina mais capaz de sempre, consegue processar informação a uma rapidez e eficácia inigualáveis. Saiba o que é e o que promete.

Computador quântico: a porta para um admirável mundo novo
O computador quântico é o computador mais poderoso de sempre

Computador quântico. Só o nome soa a algo muito complexo, sofisticado e poderoso. E um computador quântico é tudo isso. Os cientistas criaram o computador quântico, combinando áreas como a física quântica, a matemática e até a filosofia.

Mas o que é um computador quântico? Quais as suas possibilidades? Fique a saber em que consiste esta máquina, como funciona e de que forma pode ser útil.

Computador quântico: o futuro da computação


A história dos computadores digitais remonta aos anos 40, tendo a primeira linguagem de programação sido inventada nos anos 50. Tudo isto foi revolucionário: nunca tinha havido tanta eficácia no processamento de dados (estamos a falar de máquinas que ocupavam salas inteiras).

A grande revolução ocorreu a partir dos anos 80, com estes dispositivos a marcarem presença não só em instalações industriais e de investigação, mas também nas casas de cada vez mais utilizadores.

Este exemplo permite-nos ter uma ideia, em termos temporais, da evolução tecnológica desta máquina. Com o computador quântico ainda não estamos nesta última fase. Os computadores quânticos são, neste momento, máquinas monstruosas que existem apenas nos mais conceituados centros de investigação de ciência e tecnologia, estando ainda longe de chegar às casas dos utilizadores para uso quotidiano.

chip de computador quanticoFonte: Wikipedia. Chip construído pela D-Wave Systems Inc. para incorporar num computador quântico

O que é um computador quântico? Como funciona?

O que é, afinal, um computador quântico? Um computador quântico é uma máquina muito poderosa e inovadora no que diz respeito ao processamento de dados e informação, construída com base em princípios da mecânica quântica (a mecânica quântica é o campo da física que estuda o movimento das partículas muito pequenas, abaixo da escala atómica).

Todos os computadores que usamos em casa e/ou no trabalho funcionam de acordo com o princípio da máquina de Turing: manipulam segmentos de informação (chamados bits) através de 1s e 0s (sistema binário).

Os computadores quânticos também fazem isto, mas diferem dos tradicionais ao não se limitar a duas opções, ou seja, os seus quantum bits (qubits) existem não só como 1 e 0, mas também como sobreposição de 1s e 0s e tudo o que está no meio. Os computadores quânticos trabalham com a sobreposição de estados, que podem ser 1 ou 0, ou a definição de uma probabilidade do que está no meio de 1 e 0.

Mas isto quer dizer que o qubit não pode ter um valor intermédio entre 0 e 1 como 0.39, por exemplo, mas sim uma probabilidade. Simplificando: quando o estado do qubit é medido, o resultado é sempre 0 ou 1. Mas durante a computação, o qubit pode agir como se fosse uma mistura de estados: por exemplo, 39% corresponde a 0 e 61% corresponde a 1.

Os computadores clássicos não operam de acordo com esta sobreposição de estados. É por isso que esta tecnologia é revolucionária: os computadores clássicos apenas trabalham com uma computação de cada vez (os mais rápidos simplesmente têm formas de fazer vários componentes trabalhar em diferentes tarefas em simultâneo).

Com a sobreposição de estados, os computadores quânticos têm a capacidade de trabalhar em milhões de computações de uma só vez. Isto possibilita processar mais informação e com mais eficácia.

computador quantico ibm qFonte: IBM. Computador quântico IBM Q experience

Evolução do computador quântico: um sonho cada vez mais real

Os computadores quânticos começaram a ser pensados nos anos 80, tendo a teoria de computação quântica sido proposta por Richard Feynman, em 1982, e confirmada no início dos anos 90. Mas “só” agora é que se construíram máquinas capazes de executar computações significativas. Ao fim de poucas décadas, a tecnologia chegou a um ponto em que finalmente se tornou concreta e real.

Os investigadores foram capazes de analisar pela primeira vez, em 1998, informação de um único qubit. Em 2000, no Los Alamos National Laboratory, Estados Unidos, foi apresentado o primeiro computador quântico de 7 qubits.

Há cerca de dois anos, a IBM criou um computador quântico de 5 qubits (chamado “IBM Q experience”). Em novembro de 2017, a empresa americana revelou o primeiro computador quântico de 50 qubits: está num laboratório dentro de um suporte gigante, assemelhando-se a um enorme lustre (para tentar manter uma temperatura moderada).

Potencialidades do computador quântico

As aplicações destas máquinas na ciência e na indústria são inúmeras, bem como as ferramentas que podem potenciar: inteligência artificial e machine learning, por exemplo.

Em termos de aplicações na indústria, os computadores quânticos são úteis porque conseguem, por exemplo, simplificar complexidades de moléculas e interações químicas (o que pode levar a descobertas ligadas à medicina e de novos materiais); simplificar operações logísticas (o que é útil para serviços de entregas, por exemplo); ajudar a encontrar novas formas para criar novos modelos de dados financeiros (isolando fatores de risco, o que pode levar a investimentos mais seguros).

E o preço? Um computador quântico custa cerca de 15 milhões de euros.

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Ana Duarte Ana Duarte

Jornalista e gestora de comunicação no projeto Patient Innovation, Ana Duarte é mestre em Ciências da Comunicação, pela Universidade do Porto. A sua paixão pela escrita começou cedo, quando aprendeu a escrever e começou a criar os seus próprios jornais. Interessa-se por tecnologia, desporto, cinema e literatura.