Os computadores já foram concebidos como tecnologias disponíveis apenas para cientistas e profissionais treinados. Mas houve uma mudança sísmica na história da computação na segunda metade da década de 1970. Não apenas os carros se tornaram muito menores e mais potentes. Eles se tornaram disponíveis a todos para uso em sua própria casa.
Sobre computação quântica
A computação quântica está em sua infância hoje. Eles incluem alguns dos conceitos mais exaustivos da física do século XX. Nos EUA, Google, IBM e NASA estão experimentando e construindo os primeiros computadores quânticos. A China também está investindo ativamente nessas tecnologias.
Você acredita que haverá uma mudança semelhante em direção à computação quântica quando os entusiastas puderem brincar com os computadores quânticos em suas casas? Isso vai acontecer muito mais cedo do que a maioria das pessoas pensa.
Aumento dos computadores pessoais
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Os primeiros computadores foram criados na década de 1950. Eles eram grandes, muitas vezes não confiáveis e não eram particularmente poderosos para os padrões atuais. Eles foram projetados para enfrentar desafios globais, como o desenvolvimento da primeira bomba de hidrogênio.
Em 1964, John Kemeny e Thomas Kurtz escreveram a linguagem BASIC. Seu objetivo era criar uma linguagem de programação simples que fosse fácil de aprender e permitir que qualquer pessoa a usasse. Como resultado, a programação deixou de ser exclusivamente para cientistas altamente qualificados. Qualquer um poderia aprender isso se quisesse.
Essa mudança na computação continuou quando os primeiros computadores domésticos apareceram no final dos anos 1970. Os entusiastas agora podem comprar seu próprio computador e programá-lo em casa. Pais e filhos podem estudar juntos. Esses primeiros computadores não eram muito poderosos e você podia fazer uma quantidade limitada de coisas com eles, mas eles eram extremamente entusiasmados.
Quando as pessoas brincaram com seus carros, perceberam que precisavam de mais recursos e mais potência. Os fundadores da Microsoft e da Apple perceberam que o computador doméstico tinha um grande futuro.
Quase todo americano agora tem um laptop, tablet ou smartphone - ou os três. Eles passam muito tempo em mídias sociais, e-commerce e pesquisas na Internet.
Nenhuma dessas atividades existia na década de 1950. Ninguém naquela época poderia pensar em tal coisa. Foi a disponibilidade de uma nova ferramenta, o computador, que levou ao seu desenvolvimento.
Entrar Quantum
Os cálculos clássicos, como o computador em sua casa, são baseados em cálculos humanos. A máquina divide toda a computação em suas partes básicas: os dígitos binários 0 e 1. Nossos computadores hoje em dia usam bits de dígitos binários - porque eles são fáceis de implementar com interruptores que estão ligados ou desligados.
A computação quântica é baseada em como o universo computa. Ele contém toda a computação clássica, mas também inclui vários novos conceitos que vieram da física quântica.
Em vez de bits, a computação quântica tem qubits. No entanto, o resultado da computação quântica é exatamente o mesmo que na computação clássica: o número de bits.
A diferença é que durante esse processo, o computador pode manipular os qubits usando bits. Ele pode colocar qubits em uma superposição de estados e emaranhá-los.
O que isto significa?
Tanto a superposição quanto o emaranhamento são conceitos da mecânica quântica com os quais a maioria das pessoas não está familiarizada. A superposição significa aproximadamente que um qubit pode ser uma combinação de 0 ou 1. Emaranhamento significa correlação entre qubits. Quando um de um par de qubits emaranhados é medido, ele mostra imediatamente o valor que você obterá ao medir seu parceiro. Isso é o que Einstein chamou de "ação assustadora à distância".
A matemática necessária para descrever completamente a mecânica quântica é assustadora, e esse conhecimento é necessário para projetar e construir um computador quântico. Mas a matemática necessária para entender a computação quântica e começar a projetar circuitos quânticos é muito mais simples: a álgebra do ensino médio é essencialmente o único requisito.
Computação quântica e você
Os computadores quânticos estão apenas começando. São máquinas grandes que não são confiáveis e ainda não são muito potentes.
Para que eles serão usados? A computação quântica tem aplicações importantes em criptografia. Em 1994, o matemático do MIT Peter Shore mostrou que, se os computadores quânticos fossem construídos, eles poderiam quebrar os métodos modernos de criptografia na Internet. Isso estimulou a criação de novas maneiras de criptografar dados que poderiam resistir a ataques quânticos, inaugurando a era da criptografia pós-quântica.
Também parece que a computação quântica provavelmente terá um grande impacto na química. Existem certas reações que são difíceis para os computadores clássicos simularem. Os químicos esperam que os computadores quânticos sejam eficazes na simulação desses fenômenos.
Mas não achamos que faça sentido especular sobre o que a maioria das pessoas fará com os computadores quânticos em 50 anos. Quando a computação quântica se tornará algo que todos podem usar em suas casas?
A resposta é que isso já é possível. Em 2016, a IBM adicionou um pequeno computador quântico à nuvem. Qualquer pessoa com uma conexão à Internet pode projetar e executar seus próprios circuitos quânticos neste computador. Um circuito quântico é uma sequência de etapas básicas que realizam um cálculo.
O computador quântico IBM não é apenas de uso gratuito, mas também possui uma interface gráfica simples. É uma máquina pequena, não muito potente, semelhante aos primeiros computadores domésticos, mas os amadores já podem começar a jogar. A mudança começou.
Conclusão
Os humanos estão entrando em uma era em que aprender e fazer experiências com a computação quântica é fácil. Como aconteceu com os primeiros computadores domésticos, pode não estar claro se há problemas a serem resolvidos com computadores quânticos, mas quando as pessoas jogarem, acho que provavelmente descobrirão que precisam de mais potência e mais recursos. Isso abrirá o caminho para novos aplicativos que ainda não conhecemos.
Autor: Angelina Simakova
E agora oferecemos para a leitura uma visão alternativa dos computadores quânticos: "Computador quântico? Hoje não! Não amanhã! Nunca …?"
