Surpreendendo o mundo com um anúncio que gerou curiosidade, a Google confirmou ter atingido supremacia quântica em 23 de Outubro de 2019. O termo apresentou tanto peso, que deu a mesma impressão que uma notícia com o título “NASA encontra provas de que existe vida no espaço”, traria.
Apesar do alarde, a novidade não trouxe nenhuma resultado revolucionário, exceto pela confirmação de que a Google havia utilizado um computador quântico, para resolver um cálculo complexo em 200 segundos. De acordo com a empresa, os melhores supercomputadores do mundo levariam 10 mil anos para resolver o problema.
Houve contestação da IBM, uma das maiores empresas do mundo no setor de hardware, software e até mesmo nanotecnologia, alegando que o termo era exagerado, que um supercomputador levaria apenas dois dias e meio para executar a tarefa e que a afirmação era precipitada. Sundar Pichai, CEO do Google, rebateu as críticas sobre o projeto de computação quântica, deixando claro que o termo possui uma licença artística e que fez todo o sentido.
Com todas as notícias em volta da não tão revolucionária supremacia quântica, ficou claro a importância de entender o que é computação quântica e como ela pode afetar nossas vidas, nos próximos anos. Explicaremos de forma simples e prática, afinal, isso não é nenhuma física quântica, não é mesmo?
Qual o significado de Computação Quântica?
A compreensão dessa nova tecnologia pode parecer complexa e realmente é, fazendo com que a empresa responsável pelo maior canal de informações do mundo criasse um setor especial para pesquisas, o Google AI Quantum. Contudo, conseguimos compreender como funciona a teoria do cálculo acelerado feito por computação quântica:
- Um bit clássico, ou seja, pequena parcela de informação processada por um computador, armazena dados de forma que eles possuem somente duas possibilidades: Ser 0 ou 1.
- Na computação quântica, é utilizada a medida qubit, ou seja, um bit quântico, que diferente do comum, pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo.
O cálculo quântico analisa mais de uma possibilidade ao mesmo tempo, aumentando seu alcance de forma exponencial. Dessa forma, se você possui 2 qubits, ele analisa quatro possibilidades (11, 01, 10 e 00), se você possui 3 qubits, analisa oito possibilidades (110, 101, 111, 100, 001, 010, 011, 000), se forem 4 qubits, analisa 16 possibilidades e assim por diante, fazendo análises de inúmeros cenários, com um crescimento em progressão geométrica.
Ficou confuso? Sem problemas!
No TED Talks abaixo, a professora de Física e Ciência da Computação, Shohini Ghose, provou que é possível entender as lógicas de física quântica, com exemplos práticos.
Os benefícios da Computação Quântica
Quanto mais cálculos forem resolvidos, mais soluções serão encontradas. Essa pode ser considerada a base da computação quântica, que pode ser utilizada não só para cálculos matemáticos complexos, mas também para a medicina, segurança de informação e até mesmo estudos sobre teletransporte.
Enquanto supercomputadores, que já possuem grandes capacidades de resolução, lutam por novas respostas, a nova tecnologia de computadores quânticos poderia agilizar estudos antigos e permitir novas pesquisas, através de uma complexidade que torna tudo mais simples.
Para se ter uma noção das várias aplicações que a computação quântica oferece, a empresa canadense D-Wave, primeira produtora de computadores quânticos comerciais, promoveu um evento em 2018 onde vários clientes apresentaram as utilidades que os estudos quânticos poderiam oferecer. Algumas são:
- Oak Ridge fez previsões de comportamento de ações, investimentos e criptomoedas;
- OTI Lumionics executou cálculos de química quântica para criar novas opções de iluminação orgânica;
- Recruit Communications aplicou a computação para serviços de hotéis e restaurantes;
- Universidade Tohoku utilizou cálculos matemáticos para previsão de catástrofes naturais como terremotos;
- Universidade do Sul da Califórnia classificou vários tipos de câncer através da tecnologia;
As aplicações ainda são incertas, porém, com os novos anúncios sobre a tecnologia, possivelmente veremos grandes empresas investindo nessa nova possibilidade de análise e cálculo quântico. Podemos esperar grandes descobertas voltadas para saúde, economia e até mesmo na área de sustentabilidade.
Google não só atingiu a Supremacia Quântica, como também explicou o que ela é
Acreditando que muitas pessoas diriam “Só acredito vendo”, a Google preparou um vídeo em seu canal do YouTube que explicava sua metodologia para entender que havia realmente atingido a Supremacia Quântica.
De acordo com Marissa Giustina, engenheira de eletrônicos quânticos responsável pelo estudo da empresa, a demonstração dessa conquista foi feita através de 3 etapas:
- Escolher um circuito de informações;
- Aplicar esse circuito em um computador quântico;
- Simular o que o computador quântico fez em um computador clássico;
Ao longo dos testes, o circuito foi ficando cada vez mais complexo, aumentando o número de possibilidades e cálculos feitos pelo computador quântico, até o momento em que o computador clássico não conseguisse mais fazer as mesmas tarefa. Dessa forma, a Google percebeu que atingiu a supremacia, ao alcançar cálculos que não poderiam ser feitos em grandes computadores e que levariam anos para serem executados até mesmo por supercomputadores.
Basicamente, é como se uma pessoa estivesse contando até um milhão e perdesse a conta, enquanto outra conseguisse contar até um bilhão, no mesmo período de tempo e continuar até números extremos.
Como a Google atingiu isso? Através de um processador chamado Sycamore, capaz de processar o equivalente a 253 de informações simultaneamente, o que equivale a 10.000.000.000.000.000 (10 milhões de bilhões).
Apesar de não ser um processo simples de se aplicar, ficou claro como a computação quântica já supera grandes tecnologias e pode oferecer um crescimento incalculável em vários setores que se beneficiam de avanços tecnológicos.