Entenda o que são computadores quânticos e como eles funcionam

Tecnologia mostra potencial para mudar o mundo, mas ainda tem muito a provar

Desde o início da história da computação, a premissa básica é sempre a mesma: 0 para falso, 1 para verdadeiro. Essa dualidade lógica simples, interpretada pelas máquinas se tornou a fundação de tudo que é digital: suas imagens, suas músicas, seus vídeos, seus textos… tudo pode ser traduzido em zeros e uns. Todos os algoritmos que formam os programas e apps que usamos em PCs ou celulares são apenas zeros e uns.

Cada um desses zeros ou uns se chama de “bit”. Essa dualidade básica nos trouxe desde o ENIAC até os dias atuais e tem sido o suficiente para inúmeras tarefas que hoje realizamos com maior agilidade graças a computadores e smartphones. No entanto, existem alguns desafios que a computação normal jamais será capaz de resolver, simplesmente por não haver poder suficiente para resolvê-los. Para isso, a ciência trabalha na evolução do computador quântico.

O nome da tecnologia deriva diretamente das propriedades da física quântica, que permite ir muito além da dualidade dos bits que conhecemos. Desta forma, seria possível superar as limitações dos zeros e uns para alcançar resultados para tarefas muito mais exigentes em muito menos tempo.

Além do bit

A física quântica prevê alguns comportamentos de partículas que vão muito além do “sim” e “não”, do “verdadeiro” e “falso”. Essa limitação que forma o bit é simplesmente aniquilada quando falamos na computação quântica e dá origem ao qubit, ou bit quântico.

O qubit é muito diferente do bit convencional. Enquanto na computação clássica o bit é representado por impulsos elétricos ou ópticos, na computação quântica o qubit é, na verdade, uma partícula de nível subatômico. Isso pode ser, por exemplo, um elétron ou um fóton.

É graças a uma propriedade quântica chamada de superposição que uma das diferenças básicas entre o bit e o qubit aparece. Enquanto um bit é binário, restrito ao zero e um, um qubit pode representar várias combinações de zero e um ao mesmo tempo.

Como resultado desta propriedade, um computador quântico pode reduzir severamente o tempo necessário para concluir uma tarefa já que pode avaliar diferentes combinações de resultados simultaneamente.

Uma outra característica importante da física quântica que se traduz em um desempenho incomparável dos computadores quânticos é o entrelaçamento. Essa característica ainda não completamente compreendida pela ciência faz com que duas partículas interligadas reajam de forma similar mesmo quando separadas por longas distâncias. Ainda que os motivos para tal ainda sejam misteriosos, o resultado é fácil de compreender: mude o estado de uma partícula, e a outra também mudará.

Na prática, isso cria uma situação exponencial de ganho de desempenho. Nos computadores clássicos, ao dobrar o número de bits, você também dobra a sua capacidade computacional, o aumento no número de qubits traz ganhos em uma escala muito mais acelerada.

Origem: Olhar Digital

Sirlei Madruga de Oliveira

sirlei@guiadocftv.com.br

Guia do CFTV

 

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