Uma alta tecnologia, que pode realizar mudanças gigantescas, facilitando a solução de problemas no futuro, a computação quântica é uma área que reúne grande diversidade de informações abrangendo a ciência da computação. Mas todo esse incrível universo começa na mecânica quântica.

Misteriosa e contra-intuitiva. É assim que o físico Richard Feynman, que trabalhou no Projeto Manhattan e levou o Nobel da Física em 1965, descreveu a mecânica quântica – a teoria que descreve o comportamento da matéria e energia em escala atômica e subatômica. A mecânica quântica é conhecida por suas propriedades peculiares e surpreendentes até mesmo para físicos experientes. E é a base da computação quântica, que galga uma era emergente, como a Reuters pontua.

O desenvolvimento histórico da mecânica quântica nas primeiras décadas do século XX abriu caminho para aplicações revolucionárias em vários campos, incluindo a computação. Um marco significativo foi o algoritmo de Shor, desenvolvido em 1994 por Peter Shor, que mostrou como computadores quânticos poderiam efetivamente resolver problemas que são inacessíveis para computadores clássicos.Arthur Igreja, especialista em Tecnologia e Inovação, expõe ao Olhar Digital sua visão acerca da computação quântica:

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A computação quântica busca criar máquinas para serem capacitadas o suficiente para realizarem cálculos complexos de maneira mais eficiente do que os computadores tradicionais. Atualmente, a computação tem como base o bit, que é um sistema que consegue assumir apenas uma informação: falso ou verdadeira (0 e 1). Esse processo acontece por meio da passagem da corrente elétrica por mecanismos semicondutores.

Por outro lado, os computadores quânticos utilizam como base os bits quânticos ou, como também são conhecidos, qubits e, assim, fazem o processamento computacional.Enquanto os computadores tradicionais funcionam a partir de bits (zeros e uns organizados em cadeias lógicas), os qubits representam uma evolução radical desse modelo.

Eles aproveitam as propriedades da mecânica quântica para armazenar e processar informações de forma muito mais eficiente e complexa. Isso significa que problemas que levariam séculos para serem resolvidos em supercomputadores clássicos podem ser solucionados em minutos ou até segundos em máquinas quânticas.Qubits, abreviação de quantum bits, são as unidades básicas de informação na computação quântica. Enquanto o bit tradicional só pode assumir os valores 0 ou 1, um qubit pode existir em múltiplos estados ao mesmo tempo, graças a um princípio chamado superposição quântica.

Na prática, isso significa que um qubit pode ser 0, 1 ou uma combinação de ambos simultaneamente. Essa característica permite que computadores quânticos realizem cálculos paralelos em uma escala incomparável aos sistemas convencionais. Outra propriedade fundamental dos qubits é o emaranhamento quântico — fenômeno este que Albert Einstein chamou de “ação assustadora à distância”.

Quando dois qubits estão emaranhados, o estado de um influencia diretamente o outro, mesmo que estejam separados fisicamente. Essa conexão cria possibilidades de processamento que desafiam as limitações clássicas.O grande desafio da computação quântica é a decoerência, ou seja, a perda do estado quântico devido a interferências externas. Manter os qubits estáveis exige ambientes extremamente controlados e sofisticados.

Fotos: Reprodução

Ou seja, os qubits são altamente suscetíveis a erros, que podem rapidamente comprometer os resultados das máquinas quânticas. A principal vantagem dos qubits é a capacidade de processar informações em paralelo. Enquanto um computador clássico precisa testar cada possibilidade de forma sequencial, um computador quântico pode explorar múltiplas soluções ao mesmo tempo. Os qubits também podem ser colocados em superposição com lasers ou feixes de micro-ondas. É na superposição que eles surgem em 0 e 1 simultaneamente. Como os qubits possuem três dimensões quânticas, sua representação costuma ser realizada por meio de pontos em uma esfera.

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Os qubits já existem dentro da computação. O desafio, agora, é escalá-los o suficiente para criar uma máquina viável – o que também traz desafios de design e física. Para atingir uma escala industrial, um sistema deve ter ao menos 200 qubits, mas a intenção é expandi-los para um milhão ou mais.

Fonte: Olhar Digital