A corrida para a criação do computador mais poderoso da história:caught up cast bet plus

Empresas como a IBM, Google, Rigetti, Intel e Microsoft são as líderes nessa corrida quântica.

Cada método tem seus prós e contras, mas o maior desafio é a frágil natureza do quantum.

O que é computação quântica

Em vezcaught up cast bet plususar "um" e "zero"caught up cast bet plussequências longas, como na computação clássica, um bit quântico - ou qubit - usa as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estarcaught up cast bet plusdois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computadorcaught up cast bet plusqubit pode fazer mais cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

"Se você tem um computadorcaught up cast bet plusdois-qubits e você adiciona dois qubits, terá um computadorcaught up cast bet plusquatro qubits mas não vai dobrar a potência do computador - vai fazer com que ele cresça exponencialmente", explica Martin Giles, chefe do escritóriocaught up cast bet plusSão Francisco da MIT Technology Review.

Cientistas às vezes descrevem esse efeitocaught up cast bet pluscomputação quântica como sendo capazcaught up cast bet pluspercorrer cada um dos vários caminhoscaught up cast bet plusum labirinto muito complexo ao mesmo tempo.

Os qubits também podem influenciar uns aos outros, mesmo quando não estão fisicamente conectados, um processo chamado "entrelaçamento". Em termos computacionais, isso lhes dá a capacidadecaught up cast bet plusfazer saltos lógicos que os computadores convencionais jamais conseguiriam.

A busca por estabilidade

Mas qubits são altamente instáveis e propensos a sofrer interferências ou "ruídos"caught up cast bet plusoutras fontescaught up cast bet plusenergia, levando a erroscaught up cast bet pluscálculos. Então, a corrida pela computação quântica é, no fundo, a busca por uma formacaught up cast bet plusestabilizar os qubits para serem produzidoscaught up cast bet pluslarga escala.

A gigante IBM acredita seriamente que os "qubits supercondutores transmon" são os mais promissores para a computação quântica. E já construíram três protótiposcaught up cast bet plusprocessadores quânticos que o público pode acessar na nuvem.

"Até agora, maiscaught up cast bet plus94 mil pessoas acessaram computadores quânticos da IBM na nuvem. Eles executaram maiscaught up cast bet plus5 milhõescaught up cast bet plusexperimentos e escreveram 110 artigos", diz Robert Sutor, vice-presidentecaught up cast bet plusestratégia e ecossistemacaught up cast bet pluscomputação quântica da IBM Research.

"Pessoas estão aprendendo e experimentando… esperamos que daqui três a cinco anos seremos capazes indicar um exemplo específico e dizer que o quantum melhora significativamente qualquer coisa que os computadores clássicos possam fazer", completa Sutor.

Mas o método da IBM exige que o computador quântico seja armazenado dentrocaught up cast bet plusuma grande geladeira, onde os qubits ficam a temperaturas próximas ao zero absoluto para garantir que permaneçamcaught up cast bet plusseus estados úteis.

Isso consome muita energia e dificultacaught up cast bet plusproduçãocaught up cast bet plustamanho menor.

"Parece provável que os qubits supercondutores estarão entre as primeiras tecnologias a permitir computação quântica útil", diz Joseph Fitzsimons, principal pesquisador do Centrocaught up cast bet plusTecnologias Quantum da Universidade Nacionalcaught up cast bet plusCingapura. "No entanto, minha impressão é que eles são análogos aos tuboscaught up cast bet plusvácuo nos primeiros computadores,caught up cast bet plusvez dos transistores que apareceram mais tarde. Ainda podemos ver outra tecnologia emergir, que se tornaria a vencedora no final".

A Microsoft e acadêmicos do Instituto Niels Bohr, na Dinamarca, estão trabalhando no que eles acreditam ser qubits muito mais estáveis, baseados nas chamadas partículascaught up cast bet plusMajorana.

Outras equipes estão pesquisando a capturacaught up cast bet plusqubits no silício, elemento do qual os chipscaught up cast bet pluscomputador tradicionais foram feitos.

E os cientistas da computação da Universidadecaught up cast bet plusOxford estão procurando maneirascaught up cast bet plusconectar qubitcaught up cast bet pluscomputadores menorescaught up cast bet plusvezcaught up cast bet pluscriar máquinas maiores com muitos qubits.

Potencial clássico?

Enquanto esperamos pelos computadores quânticos, qual é o futuro para a computação convencional?

Em julho, Ewin Tang, estudantecaught up cast bet pluscomputação e matemáticacaught up cast bet plus18 anos da Universidade do Texas, causou furor no mundo da computação internacional por ter desenvolvido um algoritmo clássicocaught up cast bet pluscomputador que pode resolver um problema quase tão rápido quanto um computador quântico.

O problema a ser solucionado envolvia um mecanismocaught up cast bet plusrecomendação que sugere produtos aos usuários com basecaught up cast bet plusdados sobre suas preferências.

E a União Europeia recentemente anunciou que está trabalhando na próxima geraçãocaught up cast bet pluscomputadores - os exascale - que vão executar bilhõescaught up cast bet pluscálculos por segundo.

"Exascale significa 10 elevado a 18 operações por segundo", explica o professor Scott Aaronson, cientistacaught up cast bet pluscomputação teórico da UT Austin que orientou Ewin Tang.

"Dez elevado a 18 é algo grande, mas os sistemas quânticos, que serão capazescaught up cast bet plus10 a 1.000 operações por segundo, são muito, muito maiores."

E o problema para a computação clássica é que estamos chegando aos limitescaught up cast bet plusquantos transistores podemos encaixarcaught up cast bet plusum chip - o A11 da Apple conseguiu espremer surpreendentes 4,3 bilhões, por exemplo.

A chamada Leicaught up cast bet plusMoore - que prevê que a cada dois anos os microprocessadores receberiam o dobro da velocidade, usariam metade da energia e ocupariam a metade do espaço - está finalmente se confirmando.

Benefícios

Mesmo que um computador quântico estável, produzidocaught up cast bet pluslarga escala, ainda tenha o futuro incerto, pesquisas com esse objetivo já estão produzindo resultados interessantes.

"Se não tivéssemos investidocaught up cast bet pluscomputação quântica, o algoritmo quântico que inspirou o (Ewin) Tang não teria existido", diz Robert Young, pesquisador da Royal Society e diretor do Quantum Technology Center da Universidadecaught up cast bet plusLancaster.

Ele já diz que a pesquisa quântica gerou uma nova maneiracaught up cast bet plusresfriar dispositivos a baixas temperaturas, aprimoramentoscaught up cast bet pluschips baseadoscaught up cast bet plusluz que melhoraram a experiênciacaught up cast bet plusbanda largacaught up cast bet plusfibra ótica, e a invençãocaught up cast bet plustecnologias para acelerar o diagnósticocaught up cast bet plusdoenças.

"O benefício realcaught up cast bet plusir à Lua não foi ir à Lua, mas sim as tecnologias periféricas que foram desenvolvidas no caminho", diz o professor Young. O GPScaught up cast bet plusnavegação por satélite e canetas esferográficas são dois exemplos disso.