Computação quântica, uma revolução tecnológica

Existe uma frase conhecida na história da física que é atribuída a Lord Kelvin: "nada mais existe para ser descoberto na física, restando apenas medidas mais precisas". Não existem registros que ele tenha realmente dito esta frase, mas no fim da carreira, Kelvin desestimulava seus alunos a não se dedicarem à física pois existiam somente “duas nuvens”.  E foram exatamente estas duas nuvens que mudaram o clima da física! Essas nuvens geraram a relatividade, que mudou a noção de espaço-tempo, e a física quântica. A física quântica tem se apresentado como a base de uma revolução tecnológica: a computação quântica! 

Para entender essa revolução, precisamos entender, rapidamente, sobre essa tal de quântica. A física quântica é uma teoria que tenta descrever o comportamento da matéria e da energia em escalas extremamente pequenas, como; átomos, núcleos atômicos, partículas subatômicas, elétrons e prótons. Ela é muito diferente da física clássica, que descreve o comportamento de objetos macroscópicos, ou seja, objetos normais ao nosso cotidiano (carros, animais, pessoas etc.) 

Entre tantas diferenças podemos dizer duas: objetos quânticos se comportam como ondas e como partículas, ao mesmo tempo (conhecido como dualidade onda-partícula) e a incerteza quântica, que afirma que é impossível medir, simultaneamente, certas propriedades quânticas como a posição e a velocidade de uma partícula. Um carro nesse universo quântico seria bem estranho, pois imagine você se localizar com o uso de um GPS mas não poder medir a velocidade ao mesmo tempo? 

Apesar de parecer ficção científica, a aplicação da física quântica que está revolucionando a tecnologia é a computação quântica. A revista Time de fevereiro de 2023 traz este assunto extremamente relevante para a sociedade, dizendo que computadores quânticos podem resolver diversos problemas de forma muito mais rápida, porém criando novos problemas. 

A computação quântica é uma área recente da física (e da computação) que utiliza destes princípios da física quântica no processamento informações de maneira diferente da computação clássica.  Os computadores quânticos usam qubits, que são unidades de informação quântica, em vez de bits, que são unidades de informação clássicas. Enquanto um bit só pode assumir um valor de 0 ou 1, um qubit pode existir, simultaneamente, em um estado quântico de 0 e 1, conhecido como superposição quântica. Isso permite que os computadores quânticos realizem vários cálculos ao mesmo tempo, é o que os torna mais rápidos e eficientes em certas tarefas. 

A computação quântica tem muitas aplicações potenciais, incluindo a criptografia quântica, a simulação quântica, a inteligência artificial quântica, algoritmos de busca e otimização e o processamento de grandes conjuntos de dados. No entanto, a computação quântica ainda está em sua infância e a maioria das suas aplicações práticas ainda estão em desenvolvimento. 

O fato de estar ainda em desenvolvimento é algo extraordinário! Esta área vem ganhando cada vez mais atenção de pesquisadores e empresas, pois tem o potencial de mudar a forma como as tarefas são resolvidas em várias áreas, incluindo ciência, financeira e logística. Vivemos em um tempo semelhante ao início dos anos 1900 com novos horizontes nesta área pujante que é a Computação Quântica, que será a próxima revolução industrial! 

 *Daniel Guimarães Tedesco é professor da Escola Superior de Educação do Centro Universitário Internacional Uninter