Por que a computação quântica é o futuro?

Mais de 400 milhões de transitores fazem parte do processador 45nm, da Intel, e esse número ainda deve dobrar. E mesmo assim, o assustador número não é nada quando comparado à computação quântica. A computação quântica é um assunto um tanto quanto complicado – mecânica quântica e computadores, afinal -, mas comece a prestar atenção nisso.

A computação consiste na aplicação de bits, a base de todo o funcionamento dos computadores. Os bits têm dois estados definidos: 0 ou 1, ou seja, ligado ou desligado. Quando oito bits se juntam, temos um byte – que, somados, viram megabytes, gigabytes. Suas fotos, músicas e documentos são cadeias de zeros e uns, segmentadas em seu computador.

Já a computação quântica funciona a partir de um tipo diferente de lógica, utilizando as regras da mecânica quântica para operar. Os bits quânticos, chamados de qubits, são diferentes de seus primos mais tradicionais porque não têm dois estados. Eles podem ter múltiplos estados: eles podem ser 0 ou 1, 0 menos 1, 0 mais 1, ou até 0 e 1 – tudo ao mesmo tempo. Essa possibilidade de múltiplos estados simultâneos abre uma enorme possibilidade para as operações computacionais, pois pode realizar atividades em velocidades muito maiores que em um computador convencional.

Este paradoxo de correlações entre sistemas é a chave para isso. Boris Blinov, professor da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, utiliza um experimento realizado nos anos 30, conhecido como “o gato de Schrödinger” para explicar a situação. Basicamente, o experimento afirma que, se um gato está em uma caixa fechada, e gás venenoso é liberado a um momento aleatório, não se pode saber se o gato está vivo ou morto até que se abra a caixa – ele se encontra nos dois estados.

Já se o experimento é realizado com duas caixas ligadas uma à outra, e uma caixa é aberta e o gato está vivo, pode-se saber que o outro gato também está, mesmo sem abrir a caixa. Algorimos quânticos funcionam mais ou menos assim: mudando uma parte do sistema, o resto responde de acordo com o primeiro, sem mudar o resto da operação. Por isso, o computador quântico pode processar informações em paralelo.

Ok, e isso serve para quê? Em resumo, operações que poderiam demorar anos para ser realizadas em um computador comum podem ser feitas em poucos segundos em um computador quântico. Além disso, o computador também pode ter muito usos científicos.

A próxima pergunta é: se a computação quântica é tudo isso, por que já não usamos isso? Simples: atualmente, essa imprevisibilidade dos qubits torna a computação quântica frágil, já que os estados quânticos não são muito definidos. Eles utilizam íos, e não elétrons, então, se você acha que o seu processador superaquece, nem pense em chegar perto de um processador quântico.

» Primeiro processador quântico é criado

Jonathan Home, do Insituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Estados Unidos, afirma que a maior parte dos esforços da atual computação quântica são para corrigir erros. Home e sua equipe estão desenvolvendo um computador que utiliza íons de berílio para transmitir informações de um priocessador para o outro, utilizando íons de magnésio para impedir o superaquecimento da máquina. A equipe atualmente ainda trabalha com um par de átomos, mas Home diz que em cinco anos devem estar trabalhando com algumas dezenas de qubits.

Parece pouco, mas essas dezenas de qubits podem realizar algumas operações computacionais mais simples, como desenvolver o “corpo” de um iPod, ou outras atividades. Eles são o futuro, só não espere ter um computador quântico na sua mesa tão cedo