Computador e processador quântico: sete coisas que você precisa saber

Intel anuncia fabricação de processador quântico; entenda

O Google investe pesado em pesquisas sobre computadores quânticos, assim como a IBM, a Nasa e a Intel. Além desses exemplos, existe a D-Wave, uma empresa especializada em computadores quânticos, capaz de alugar suas máquinas para clientes com dinheiro e que precisam de muita capacidade de processamento. A IBM permite acesso gratuito ao seu computador quântico via Internet para que pesquisadores e engenheiros desenvolvam tecnologia para essas máquinas.

É fácil dizer que computadores quânticos farão os PCs atuais “comerem poeira”, mas qual é a real diferença de performance entre eles? Em 1997, o Deep Blue da IBM analisava 200 milhões de movimentos por segundo para superar o campeão de xadrez Garry Kasparov. Uma máquina quântica, por outro lado, seria capaz de analisar 1 trilhão de movimentos a cada segundo. Essa capacidade de processamento permitirá que problemas que poderiam levar anos sejam resolvidos em segundos.

Sem ir muito longe nas definições do que é um computador quântico, é possível dizer que o segredo de sua grande capacidade de processamento vem da superposição. Trata-se de um fenômeno da física quântica que permite que partículas assumam múltiplos estados simultaneamente. É isso que permite que um computador quântico analise bilhões de possibilidades ao mesmo tempo.

Um dos primeiros campos de uso mencionados para máquinas quânticas está na criptografia. Computadores capazes de uma quantidade tão alta de cálculos por segundo seriam imbatíveis na análise de chaves criptográficas complexas, tornando sistemas de autenticação muito mais seguros. Recentemente, chineses demonstraram a transmissão de dados criptografados quanticamente numa plataforma de comunicação considerada impossível de ser hackeada.

Se fosse fácil produzir um computador quântico, eles já estariam em todos os cantos. Há uma série de desafios tecnológicos em torno dessas máquinas e um dos mais impressionantes tem a ver com a temperatura. Para funcionar, o D-Wave 2000Q precisa ser mantido a -273º Celsius, temperatura que é poucas frações acima do zero absoluto e 180 vezes mais fria do que o espaço interestelar.

Além de demandar temperaturas muito baixas, computadores quânticos precisam ser montados em espaços diferenciados. O motivo é que vibrações na estrutura do computador podem desalinhar átomos, criando um fenômeno chamado de decoerência.

E talvez a resposta para a questão “quando teremos computadores quânticos em nossas casas?” seja um desanimador “nunca”. Além das questões técnicas relacionadas à temperatura e estabilidade do espaço, teóricos e especialistas da área vêm apontando que máquinas quânticas talvez se mostrem muito difíceis de serem adaptadas às necessidades domésticas e que sua grande aplicação será em centros de pesquisas, grandes corporações e em supercomputadores capazes de processar quantidades absurdas de informações a custos aceitáveis.

Computadores quânticos tendem a virar ferramentas para situações específicas. Alguns desses cenários propostos são computadores capazes de simular com precisão incrível os modelos climáticos do planeta, dando, assim, a cientistas uma maior capacidade planejar o futuro e identificar potenciais desastres e alterações. Pesquisas da área da medicina também poderão ser beneficiadas com simuladores capazes de rodar a complexa rede de interações entre substâncias no interior do nosso organismo, permitindo o teste de medicamentos avançados sem riscos à saúde de cobaias animais.