Como muitos de vocês sabem, no outono de 2019, o Google e a IBM começaram a travar um confronto real entre si: quando representantes do Google declararam sua "superioridade quântica" devido à conclusão bem-sucedida da computação quântica, a IBM inesperadamente pegou o bastão, demonstrando a capacidade de seu novo supercomputador de realizar cálculos quase com a mesma velocidade e muito mais precisão do que o computador quântico do Google. Esta não foi a primeira vez que alguém questionou a computação quântica. No ano passado, Michel Dyakonov, um físico teórico da Universidade de Montpellier, na França, propôs muitas razões teóricas pelas quais supercomputadores quânticos práticos nunca serão construídos. Então, como você sabe quem está certo e quem está errado?
Por que está em risco a criação de supercomputadores?
O computador quântico é uma invenção extremamente útil na criação da inteligência artificial do futuro, novos métodos de criptografia e até novos tipos de baterias. Apesar de toda a versatilidade de sua aplicação, o aparelho pode nunca funcionar com força total. A conclusões tão pouco encorajadoras chegou o pesquisador francês Michel Dyakonov, que por muitos anos trabalhou na implementação da computação quântica. O cientista acredita que, devido à inevitabilidade de erros aleatórios no hardware do dispositivo, é improvável que computadores quânticos realmente úteis sejam construídos.
Para entender por que a criação de supercomputadores de nova geração pode estar em risco, primeiro precisamos entender os princípios de operação desse dispositivo de computação. De acordo com um artigo publicado no portal theconversation.com, os computadores modernos operam no princípio do código binário ao armazenar dados, enquanto os dispositivos quânticos já criados usam um sistema de bits quânticos ou qubits.
Qubits têm propriedades especiais: eles podem existir em superposição, sendo ao mesmo tempo zero e um, enquanto se enredam um no outro, mesmo que estejam a uma distância considerável um do outro. Esse comportamento incomum não está associado ao mundo da física clássica, uma vez que a superposição desaparece instantaneamente quando o experimentador interage com o estado quântico.
Graças à superposição, um computador quântico com 100 qubits pode representar 2.100 soluções simultaneamente. Para algumas tarefas, esse paralelismo exponencial pode ser usado para criar uma grande vantagem na velocidade computacional. No entanto, há outra abordagem mais restrita para a computação quântica, na qual os qubits são usados para acelerar os problemas de otimização. Por exemplo, a D-Wave Systems, com sede no Canadá, construiu sistemas de otimização que usam qubits para esse propósito, embora alguns críticos argumentem que os sistemas resultantes não têm desempenho melhor do que os computadores clássicos.
Computadores quânticos da D-Wave Systems.
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Apesar disso, empresas e países estão investindo grandes somas de dinheiro em computação quântica. Sabe-se que a China construiu um novo centro de pesquisa quântica no valor de 10 bilhões de dólares americanos, e a União Europeia desenvolveu um plano mestre de pesquisa quântica no valor de 1 bilhão de euros ou 1,1 bilhão de dólares. O novo Ato de Iniciativa Quântica Nacional dos Estados Unidos prevê US $ 1,2 bilhão no desenvolvimento de informações quânticas em um período de cinco anos.
A capacidade de quebrar algoritmos de criptografia é um poderoso fator de motivação para muitos países ao redor do mundo. Assim, o conhecimento dos sistemas de criptografia do inimigo pode dar uma grande vantagem em inteligência, ao mesmo tempo em que contribui para novas pesquisas fundamentais no campo da física, uma vez que os sistemas experimentais modernos têm apenas menos de 100 qubits à sua disposição. Para obter um desempenho computacional útil em um supercomputador, provavelmente precisaremos de máquinas com centenas de milhares de qubits. Para que os dispositivos funcionem corretamente, eles devem corrigir todos os pequenos erros aleatórios no software. Em um computador quântico, tais erros ocorrem devido a elementos de circuito imperfeitos e à interação dos qubits com seu ambiente. Por essas razões, os qubits podem perder coerência literalmente em uma fração de segundo,o que pode levar a resultados errados do computador.
Em outras palavras, embora os supercomputadores quânticos tenham o direito de existir, a exatidão de seus cálculos pode ser uma grande questão. E o que você acha, uma pessoa um dia será capaz de subjugar as tecnologias quânticas?
Autor: Daria Eletskaya
