Entenda o que um computador quântico é capaz de fazer
Quantum computing, ou computação quântica é o conceito do momento. Mas, você sabe realmente o que isso significa?
Um computador quântico se utiliza de alguns dos fenômenos da mecânica quântica para oferecer grandes avanços no poder de processamento. As máquinas Quantum prometem superar até mesmo os mais capazes supercomputadores.
No entanto, eles não vão destruir computadores convencionais. As máquinas tradicionais ainda serão a solução mais fácil e econômica para a maioria dos usuários por um bom tempo.
Mas, a quantum computing promete impulsionar avanços impressionantes em vários campos, que vão desde a ciência dos materiais até a pesquisa farmacêutica. O grande segredo para o poder de um computador quântico está na sua capacidade de gerar e manipular bits quânticos ou qubits.
Afinal, o que é um qubit?
Os computadores que conhecemos usam bits, ou seja, fluxos de pulsos elétricos ou ópticos representando 1s ou 0s. Então, tudo o que conhecemos na tecnologia, desde, tweets, e-mails até os vídeos do YouTube são essencialmente longas seqüências desses dígitos binários.
Entretanto, os computadores quânticos usam qubits. Qbits são partículas subatômicas, como elétrons ou fótons. Gerar e gerenciar qubits é um desafio científico e de engenharia. Algumas empresas, como IBM e Google usam circuitos supercondutores refrigerados a temperaturas muito baixas.
Outras empresas, como a IonQ, prendem átomos individuais em campos eletromagnéticos de um chip de silício em câmaras de vácuo ultra-alto. Em ambos os casos, o objetivo é isolar os qubits em um estado quântico controlado.
Os Qubits têm algumas propriedades quânticas peculiares. Isso significa que um grupo conectado destas propriedades pode fornecer muito mais poder de processamento do que o mesmo número de bits binários. Uma destas propriedades é conhecida como superposição e outra é chamada de emaranhamento.
O que é superposição em quantum computing?
Os Qubits podem representar várias combinações possíveis de 1 e 0 ao mesmo tempo. Essa capacidade de estar simultaneamente em múltiplos estados é chamada de superposição. Para colocar os qubits em superposição, os pesquisadores os manipulam usando lasers de precisão ou feixes de microondas.
Graças a esse fenômeno contra-intuitivo, um computador quântico com vários qubits em superposição pode processar um vasto número de resultados potenciais simultaneamente. O resultado final de um cálculo surge apenas quando os qubits são medidos, o que imediatamente faz com que seu estado quântico “colapse” para 1 ou 0.
O que é o emaranhamento que assombrou até Einstein?
Os pesquisadores podem gerar pares de qubits que estão “emaranhados”, o que significa que os dois membros de um par existem em um único estado quântico.
Alterar o estado de um dos qubits mudará instantaneamente o estado do outro de uma maneira previsível. Isso acontece mesmo se eles estiverem separados por distâncias muito longas.
Ninguém realmente sabe bem como ou por que o emaranhamento funciona. Chegou a confundir até Einstein, que descreveu o fenômeno como “uma ação fantasmagórica à distância”.
Mas, esses fenômenos são fundamentais para o poder dos computadores quânticos. Em um computador convencional, dobrar o número de bits dobra sua capacidade de processamento. Já no emaranhamento, a adição de qubits extras a uma máquina quântica produz um aumento exponencial em sua capacidade de processamento de números.
Isso é apenas uma breve explanação sobre o que é quantum computing. Ainda há muito mais a falar e também a evoluir. Possivelmente, ainda levará alguns anos para que os computadores quânticos atinjam todo o seu potencial.
Universidades e empresas que trabalham com eles enfrentam escassez de pesquisadores qualificados e falta de fornecedores de alguns componentes-chave. Mas, se essas novas e exóticas máquinas cumprirem o que prometem, poderão transformar a indústria e turbinar a inovação global.
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