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Verbete Draft: o que é Computador Quântico

- 29 de novembro de 2017
Ele até existe, mas vai estar acessível de fato daqui alguns anos. O computador quântico é uma maquina poderosíssima, capaz de mudar tudo o que sabemos sobre processamento de informação. Acima, o robusto D-Wave: primeiro computador quântico do mundo.
Ele até existe, mas vai estar acessível de fato daqui alguns anos. O computador quântico é uma maquina poderosíssima, capaz de mudar tudo o que sabemos sobre processamento de informação. Acima, o robusto D-Wave: primeiro computador quântico do mundo (imagem: reprodução Digital Trends).

Continuamos a série que explica as principais palavras do vocabulário dos empreendedores da nova economia. São termos e expressões que você precisa saber: seja para conhecer as novas ferramentas que vão impulsionar seus negócios ou para te ajudar a falar a mesma língua de mentores e investidores. O verbete de hoje é…

COMPUTADOR QUÂNTICO

O que acham que é: Um computador de ficção científica.

O que realmente é: Computador Quântico (ou Quantum Computer) é uma máquina baseada em princípios da Mecânica Quântica capaz de processar informações de forma absurdamente veloz, depurando milhões de linhas de código de software em segundos. Isso porque a medida de transmissão de dados (ou unidade da informação) do Computador Quântico é uma partícula subatômica (menor do que o átomo) chamada qbit — o equivalente quântico do bit que conhecemos hoje.

De acordo com Marco Antonio Leonel Caetano, professor de Engenharia do Insper, na computação clássica atual o bit se expressa em 0 ou 1, o que equivale a respostas como “sim” ou “não”. Já o qbit não é apenas binário e executa tarefas usando todas as permutações possíveis simultaneamente e é isso que o torna tão poderoso. “Na computação quântica a decisão pode ter uma terceira vertente com resposta lógica de 0 e 1 ao mesmo tempo.”

De certa forma, o Computador Quântico ainda não existe. Sua tecnologia vem sendo testada e utilizada por gigantes como IBM, Google e Nasa, mas ainda não há uma máquina que atinja todo o potencial creditado a ele. O que essas empresas e cientistas da computação propagam, no entanto, é que o Computador Quântico está cada vez mais perto de virar realidade em função da quase impossibilidade de diminuição dos transistores (material do chip que processa dados e hoje mede 14 nanômetros, valor 500 vezes menor do que uma célula vermelha, que tem cerca de 6 mil). Até aqui, seguiu-se a Lei de Moore, formulada em 1965, e segundo a qual o número de transistores que podem ser colocados em um chip dobra a cada 18 meses. Apenas com o uso da tecnologia quântica seria possível deixá-los ainda menores.

É provável que entre três e cinco anos o Computador Quântico seja uma realidade no mercado, com potencial de mudar o mundo. Há vertentes que apostam em 10. Em 2015, o Google anunciou que seu Computador Quântico superou um desktop tradicional em 108 vezes. Na prática: cem milhões de vezes mais rápida, a máquina teria feito em um segundo que um computador convencional levaria 10 mil anos para fazer.

Quem inventou: Os elementos essenciais da Computação Quântica originaram-se com o físico americano Paul Benioff, que demonstrou, em um artigo, como usar teoria quântica em computadores tradicionais. Na mesma época, Richard Feynman, um outro físico americano (que já havia ganho um Nobel de Física), mostrou em um trabalho como os efeitos quânticos poderiam ajudar a desenvolver novos computadores.

Mas é David Deutsch, um físico britânico-israelense da Universidade de Oxford, o nome mais forte nesse sentido. Ele é considerado por muitos o pai da Computação Quântica por ter formulado uma descrição para uma máquina de Turing quântica e especificado um algoritmo projetado para ser executado em um computador quântico.

Quando foi inventado: Paul Benioff, em 1981. Richard Feynman, em 1982. David Deutsch, em 1984-85.

Para que serve: Para, de acordo com Sabrina Oliveira, professora do curso de Engenharia do Ibmec-MG, o computador quântico serve para agilizar imensamente o processamento de informações. “Dessa forma, possibilita a solução de problemas até então tidos como difíceis, ou até mesmo impossíveis de serem solucionados”, diz.

Computadores Quânticos poderiam (ou poderão) tornar mais eficientes a produção de aeronaves e carros, tornar scanners de ressonância magnética mais confiáveis e prever com mais precisão fenômenos que envolvem muitas variáveis, como o tráfego urbano, por exemplo.

Para Caetano, haverá ainda benefícios como aumento da segurança de cartões de crédito, em função de melhores criptografias, e também na indústria farmacêutica. “Cálculos complexos de ligações e relações entre moléculas, que hoje levam anos, serão feitas em questões de segundos, o que levará à descoberta de novos medicamentos que necessitam de estudos sobre reações químicas”, afirma.

Quem usa: A canadense D-Wave lançou, em maio de 2011, o 128 qubit D-Wave One e se tornou a primeira empresa no mundo a vender computadores quânticos comercialmente.

Dois anos depois, seu o D-Wave Two 512-qubit foi utilizado para um projeto de pesquisa colaborativo realizado entre a Nasa, o Google e a Universities Space Research Association. Em janeiro deste ano, foi lançado o D-Wave 2000Q que pulou de mil qbits para dois mil (seu preço foi estimado — a empresa não revelou o valor) em 15 milhões de dólares.

Porém, embora seja amplamente aceito que os sistemas da D-Wave estejam usando a computação quântica para cálculos, ainda não está claro se a tecnologia poderá enfrentar problemas do mundo real.

Caetano afirma que a IBM está trabalhando no desenvolvimento de um computador quântico, o IMB Q, que roda em uma espécie de nuvem: “Um protótipo para teste já existe e está disponível na página da empresa. Basta o usuário se cadastrar no site e, claro, saber usar o chamado algoritmo quântico”.

A Volkswagen está trabalhando em uma plataforma de Computação Quântica (também com o D-Wave 2000Q) capaz de alertar motoristas sobre engarrafamentos 45 minutos antes de ocorrerem. Em setembro deste ano, em sua conferência Ignite, a Microsoft falou sobre os avanços que vem fazendo na construção de seu Computador Quântico. A empresa tem um laboratório em Santa Bárbara, na Califórnia, chamado Station Q.

Governos de vários países têm investido quantias monstruosas na construção dessas máquinas. Alguns exemplos, em dólares por ano: Suécia, 118 milhões, China, 10 bilhões, Reino Unido, 360 milhões, Austrália, 20 milhões, Canadá, 40 milhões, União Europeia, um bilhão (em dez anos), Estados Unidos, 200 milhões.

Efeitos colaterais: Custo, questões operacionais e problemas de segurança, entre outros.

Oliveira ressalva que a tecnologia da Computação Quântica é extremamente cara, pois “necessita de uma capacidade de armazenamento de informação muito alta”.

De acordo com Caetano, há inúmeras interferências eletromagnéticas, o que pode afetar os cálculos dessas novas máquinas. “As técnicas para isso não acontecer podem demandar salas com temperaturas baixíssimas, quase próximas do zero absoluto e salas com feixes de laser, entre outras. Isso também envolve um altíssimo consumo de energia elétrica”, diz.

No ano passado, a NSA (agência nacional de segurança dos Estados Unidos) divulgou o memorando Commercial National Security Algorithm Suite e Quantum Computing FAQ para alertar departamentos governamentais e setores privados sobre a possibilidade do poder de processamento da Computação Quântica interferir nos algoritmos de criptografia atuais e colocar a segurança das informações em risco.

Quem é contra: Não é possível dizer, exatamente, que haja pessoas, governos, empresas ou instituições contra o Computador Quântico em si mas, de fato, há uma preocupação com seus efeitos colaterais (expostos acima) e seus desdobramentos.

Caetano diz que há empresas preocupadas com a rapidez desse tipo de computador pois há perspectivas de maiores e constantes ataques de hackers e será necessário um investimento em segurança mais custoso que o atual. “Além disso, negociações em bolsas de valores deverão ser revistas. Com que velocidade serão feitas, como serão desenvolvidas, haverá um pedágio maior, um imposto, uma barreira física de velocidade? Qualquer notícia falsa pode causar a falência de uma empresa ou país em alguns segundos.”

O professor diz que outra crítica a respeito da Computação Quântica é a de que seus algoritmos ainda não foram devidamente testados. “A maior desconfiança é se realmente o custo alto desses computadores fará o que eles vendem como soluções verdadeiras.”

Para saber mais:
1) Leia, na Wired, Google’s quantum computer is 100 million times faster than your PC, sobre o uso do Computador Quântico pelo Google.
2) Leia, no Futurism.com, Quantum Computing Will Change Everything, and Sooner Than You Expect. O artigo fala sobre as diversas mudanças que o Computador Quântico trará à sociedade.
3) Assista, no YouTube, ao vídeo Quantum Computers Explained – Limits of Human Technology. Feito pelo canal Kurzgesagt – In a Nutshell, é considerado por especialistas um ótimo vídeo para explicar o que é um Computador Quântico de forma simples e didática.
4) Leia, na Forbes, 6 Practical Examples Of How Quantum Computing Will Change Our World. O texto fala sobre mudanças na segurança online, na inteligência artificial e na indústria farmacêutica, entre outras.

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