Como funciona e qual foi o teste feito pelo computador quântico Google em um cálculo que antes levaria 10 mil anos realizado em apenas 3 minutos e 20 segundos. Esta relação é o que se chama de supremacia quântica.

No InCuca News desta semana vamos explicar melhor o que foi o teste do computador quântico Google e quais as aplicações práticas para o futuro da ciência da computação e da humanidade.

O fato teve grande repercução pois a capacidade dos computadores quânticos de solucionar problemas é muito superior a atual, porém diferente do computador ou celular que as pessoas possuem hoje, eles só resolvem problemas muito específicos que com a computação atual seria impossível ou demoraria muito tempo.

Atualmente, eles são capazes de processar informações em bits, ou seja, em valores de 0 e 1. Contudo, em determinadas condições, é possível que a computação quântica assumam os dois valores ao mesmo tempo (chamados de qubits), aumentando exponencialmente a capacidade de processamento. Quando um material consegue fazer esta superposição, diz-se que atingiu o estado quântico da matéria.

A grande novidade do Google foi conseguir criar um processador com semicondutores no estado quântico e que fosse efetivamente mais veloz que um processador tradicional. Com isso, foi possível fazer um cálculo que antes levaria 10 mil anos em apenas 3 minutos e 20 segundos. Esta relação é o que se chama de supremacia quântica.

Qual o impacto do computador quântico Google para nosso futuro?

As máquinas quânticas são mais poderosas que os computadores comuns porque combinam ao mesmo tempo os bits 1 e 0 da computação tradicional. Assim, esses computadores conseguem processar quantidades enormes de dados paralelamente, enquanto computadores comuns processam em sequência.

Segundo especialistas, estima-se que sejam necessários chips quânticos com 1 milhão de qubits para que possam, de fato, ser usados em problemas reais. Se isso acontecer, porém, a computação quântica pode revolucionar a forma como computadores impactam o mundo. Os especialistas na área não sabem prever ao certo como eles poderão ser usados, mas apontam o desenvolvimento de materiais, a criação de remédios, a potencialização de inteligência artificial e a programação de software de otimização, como usados em controles de frota de aviões, como áreas que podem florescer além do que imaginamos.

Até mesmo padrões de segurança na internet poderão ser impactados: estima-se que um computador com 20 milhões de qubits possa quebrar o RSA, código criptográfico utilizado na maioria das comunicações online, incluindo transações financeiras. Isso já preocupa governos e empresas de todo o mundo, o que deu origem a uma nova área de pesquisas em segurança: a criptografia pós-quântica.

Embora esse cenário de máquinas ultra avançadas esteja longe de virar realidade, é possível afirmar que o chip do Google já mudou a literatura da computação. O estudo afirma que o feito é a primeira prova de que a tese estendida de Church e Turing é falsa. Publicada em 1997, ela diz que qualquer forma de computação pode resolver os mesmos problemas em um período de tempo razoável. Claramente, há diferença entre 10 mil anos e 200 segundos.

Como está o cenário quântico pelo mundo?

O New York Times afirma que a China está investindo US$ 400 milhões em um laboratório quântico nacional e que já registrou quase o dobro do número de patentes quânticas que os EUA nos últimos anos. Já o governo Trump lançou a National Quantum Initiative prometendo investir US$ 1,2 bilhões em pesquisa quântica, incluindo computadores.

Segundo especialistas em computação quântica da IBM, não se ultrapassará tão cedo os computadores comuns. A conquista é chamada de supremacia quântica, mas isso não significa que os computadores quânticos hoje são mais capazes do que os computadores normais que temos hoje, visto que o computador da Google por enquanto só vence os concorrentes diante de uma única tarefa, executada em laboratório. Em funções mais rotineiras, as novas versões dos PCs ainda não seriam funcionais.

Material complementar

computador quântico

Links complementares

https://ai.googleblog.com/2019/10/quantum-supremacy-using-programmable.html

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

https://www.nytimes.com/2019/10/23/technology/quantum-computing-google

https://g1.globo.com/economia/tecnologia/noticia/2019/10/23/pesquisadores-do-google-alcancam-marco-historico-na-computacao-quantica.ghtml

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