A computação quântica, que tem como base os mesmo princípios da mecânica quântica, é uma tecnologia inovadora para o processamento de informações. Essa tecnologia promete processar dados e resolver problemas de forma mais ágil que os computadores comuns.
O termo usado para essa tecnologia faz parecer algo futurístico, sem muita previsão de quando será possível ter acesso. No entanto, alguns setores, como biotecnologia e saúde e empresas grandes de tecnologia, como IBM e Google já estão trabalhando nessa inovação.
Apesar de já estar sendo explorada, e ganhando cada vez mais forças no meio tecnológico, ainda existem pessoas que possuem dúvidas sobre essa tecnologia. Por isso, elaboramos esse conteúdo onde vamos explicar mais sobre ela.
Então, se você quer ficar por dentro dessa tecnologia, continue com a leitura até o final e não perca nenhuma informação!
O que é computação quântica?
Como mencionado na introdução, a computação quântica é uma tecnologia totalmente nova, que depende de linguagem de programação nova, e é baseada na mecânica quântica. O grande diferencial dessa computação, é a capacidade de resolver problemas complexos mais rapidamente do que em computadores tradicionais.
A mecânica quântica é a área da física que estuda o comportamento de partículas menores do que átomos. Sendo essas partículas os elétrons e prótons. Os computadores quânticos usam esses comportamentos para realizar cálculos de uma maneira nunca vista antes.
Estes computadores usam bits quânticos, ou qubits como também são chamados, que podem existir em vários estados simultaneamente. E, por isso, as soluções são mais rápidas.
É igual IA?
Dá para entender porque os termos “Inteligência Artificial” e “Computação Quântica” estão associados na cabeça de algumas pessoas. Ambos nos remetem ao futuro da tecnologia. Mas, tirando o fato de serem vistos como algo que representa o próximo passo tecnológico, eles não possuem mais nada em comum.
A Inteligência Artificial é uma tecnologia, que pode ser entendida como um sistema, voltado para funcionar em computadores para, de certo modo, replicar a lógica humana.
Já a computação quântica é uma tecnologia totalmente nova. Para essa tecnologia, a linguagem de programação é nova e conta com algoritmos e formatos exclusivos.
É possível que os sistemas de inteligência artificial sejam apoiados em computadores quânticos. Mas é fundamental entender que ambas as tecnologias diferem uma da outra.
Onde já pode ser aplicada?
A computação quântica pode revolucionar diversas áreas. Sabendo aplicar essa tecnologia a outras já existentes, os resultados obtidos podem surpreender de forma positiva. Visto que assim, os resultados são potencializados.
Por exemplo, o principal objetivo do machine learning é ajudar os computadores a fazer melhores previsões e decisões através da análise de grandes quantidades de dados. Por sua vez, a computação quântica estuda os limites físicos do processamento de informações. Juntando as duas tecnologias, será possível obter melhores resultados e de forma mais rápida!
A computação quântica também deve ser capaz de otimizar processos como a pesquisa e o desenvolvimento da cadeia de suprimentos e a produção. Isso é possível graças à redução de custos no processo de fabricação e na diminuição de tempo.
Em alguns casos, é necessário fazer a simulação de sistemas para saber se está tudo funcionando como deveria. No entanto, alguns computadores comuns não conseguem fazer esse processo de forma eficiente. Os computadores quânticos seriam a solução para esses casos.
Os princípios da computação quântica
Como já mencionado anteriormente neste conteúdo, a computação quântica se baseia nos mesmos princípios da mecânica quântica. Confira nos tópicos abaixo quais são esses princípios.
Superposição
A superposição é um “estado” da física e mecânica quântica que afirma que um sistema quântico pode estar em dois estados ao mesmo tempo. No entanto, não é possível saber com precisão em qual estado eles estão.
Entrelaçamento
O entrelaçamento, por sua vez, mostra que quando dois qubits estão entrelaçados, o que acontecer em um, será refletido no outro. E para isso acontecer, a distância não importa. Esse efeito ocorre quase de forma instantânea.
Decoerência
Já a decoerência é quando um qubit deixa de ser quântico, passando a ser apenas um bit. Isso pode ocorrer devido ao colapso do estado quântico devido a fatores ambientais, como a radiação.
O que forma um computador quântico
Um computador quântico é composto por hardware e software, assim como os dispositivos comuns. No entanto, esses componentes possuem algumas características específicas. Como, por exemplo, o hardware quântico que possui três componentes principais.
O primeiro componente do hardware quântico é o plano de dados quânticos. Esse é o nome dado para a essência do computador e também inclui os qubits e as estruturas necessárias para armazená-los de forma correta.
Em seguida, vem o plano de controle e medição. Esse é responsável por converter os sinais digitais em sinais analógicos ou de controle de ondas. São esses sinais que irão executar as as operações nos qubits do plano de dados quânticos.
Por último, temos o plano de processador de controle que implementa o algoritmo quântico. Para isso, o processador host interage com o software quântico e fornece sinais que irão para o plano de controle e medição.
Computação quântica e os desafios futuros
Existe uma expectativa muito alta em torno da computação quântica, isso acontece pelo potencial promissor que ela apresenta. No entanto, para que essa tecnologia possa ser utilizada e mais acessível, ela ainda precisa superar alguns desafios.
Um dos principais desafio é conseguir qubits estáveis e resistentes a erros, visto que os sistemas quânticos apresentam alta sensibilidade a distúrbios ambientais. Por conta disso, pesquisadores da área estão focados no desenvolvimento de técnicas de correção de erros e na criação de hardware quântico robusto. Dessa forma, esperam mitigar os desafios.
Outro grande desafio é a quantidade de qubits. Para que um computador quântico consiga alcançar aplicações práticas, é preciso contar com milhares ou até milhões de qubits. E, até o momento, esses computadores só contam com centenas de qubits.
Apesar desses desafios, é impossível negar o investimento e o progresso que a computação quântica tem apresentado nos últimos anos. Com certeza, em breve veremos falar muito mais dessa tecnologia!
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