Os computadores quânticos ainda são protótipos não disponíveis para venda comercial, entretanto, não se deve perder de vista as possibilidades que são engendradas pela existência da computação quântica e também os desafios que a computação tradicional enfrentará na medida em que essa nova tecnologia de processamento de informação avança. No blog post de hoje colocaremos esses desafios em perspectiva apontando cenários possíveis para aplicação e desenvolvimento dessas máquinas processuais. Leia o artigo completo e descubra o que isso significa em termos de segurança e inovação para o futuro. 

Ciência da computação, informações em bits e outros conceitos 

Em linhas gerais, a ciência da computação  teve o seu nascimento marcado em 1936, pelo matemático Alan Turing. Em sua investigação, o matemático desenvolveu a noção  abstrata do que conhecemos como computador programável, ou máquina de Turing. Este  importante aparato proposto por Turing pode ser compreendido, de forma simplificada,  como um sistema de interruptores que realiza operações matemáticas a partir de sequências lógicas em que as informações obtidas são processadas em forma de 0 ou 1. 

Em outras palavras, imagine um computador convencional como um compilado de diversos transistores que são acionados ou não de acordo com enunciados estabelecidos. É a partir desses enunciados que a informação é obtida na medida em que essas chaves processam a passagem da corrente elétrica (quantificado como 1, ou seja, 100% de corrente elétrica) ou a ausência da passagem de corrente elétrica (quantificada como 0). A essas informações binárias operadas na lógica da computação convencional se dá o nome de bits (binary digits). 

Os limites impostos pela computação tradicional

Um dos primeiros computadores programáveis criado a partir do modelo matemático de Alan Turing foi concebido durante a Segunda Guerra mundial pelo engenheiro Konrad Zuse. O computador Z3 era inteiramente mecânico de forma a passar todas as informações a partir de engrenagens. De lá para cá, diversas foram as modificações ocorridas na computação. Além do surgimento de computadores operados a partir de correntes elétricas, o que permitiu um aumento considerável na velocidade de processamento, aumenta-se também a quantidade de transistores e, consequentemente, diminui-se cada vez mais o tamanho dessas máquinas, as tornando cada vez mais modulares e transportáveis- como o seu celular ou notebook, por exemplo.

Neste sentido, é possível verificar a validade da Lei de Moore, cujo enunciado estabelece um panorama de evolução possível em termos de tecnologia computacional. Segundo o fundador da empresa norte-americana de microprocessadores Intel, Gordon Moore observou na década de 60 que o número de átomos necessários para processar um bit de informação se reduzia à metade aproximadamente a cada 1 ano e meio. 

No limite dessa lei, é possível compreender de que forma conseguimos cada vez mais embutir um maior contingente de informações em chips consideravelmente menores aos anteriores, ao mesmo passo que ela estabelece um ponto de estagnação do avanço uma vez que, a partir do  momento que fosse atingido o limite de um bit por átomo, não haveria  mais como aumentar a densidade de bits processados por chip.

Computadores quânticos em panorama 

A computação quântica pode ser entendida, nesse sentido, como um caminho natural da computação clássica que, visando contornar os limites físicos impostos no processamento de bits, trabalha a relação com os átomos no nível quântico.

Isso significa que um computador quântico será aquele capaz de processar informações matemáticas diversas simultaneamente, em velocidade maior a partir de um  menor número de componentes eletrônicos, como previu Moore. Para além disso, essa velocidade tem a ver com a possibilidade quântica de que resultados coexistam, expandindo as possibilidades que se limitavam ao binário 0 ou 1. Essa diferença faz alargar a capacidade de testagem de dados a níveis inimagináveis. Já pensou o que significa isso em termos da nossa computação atualmente?   

Usos atuais e aplicações possíveis

Alguns computadores quânticos já estão disponíveis para a pesquisa acadêmica, entretanto, atualmente seus usos se limitam a esse tipo de aplicação. Em 2020 a IBM  disponibilizou um acesso híbrido que permite que startups, empresas parceiras, ONG’s e instituições de pesquisa acessem o processamento quântico através da nuvem. A aquisição de computadores quânticos, entretanto, ainda não é uma realidade para usuários comuns ou até mesmo empresas. 

No que diz respeito a sua aplicabilidade, os computadores quânticos apresentam um desafio uma vez que operam numa lógica completamente distinta dos algoritmos construídos para o modelo computacional clássico. Isso significa um desafio em termos de segurança de dados e documentos sensíveis do setor público e privado uma vez que um computadores quânticos são capazes de testar e descriptografar chaves de forma infinitamente mais eficiente do que os sistemas atuais preveem.

Além disso, o processamento ultra ágil de grandes volumes de informações;

previsões detalhadas com base de informações já geradas; redução em erros de cálculos e computadores tradicionais; aceleramento de pesquisas; otimização de tarefas; mais precisão de sistemas, dentre outros, são algumas das diversas vantagens que a computação quântica engendra para o futuro próximo. 

Assim, computadores quânticos representam um novo paradigma de computação, que gera profundos impactos para a tecnologia, teoria da informação, para a ciência da computação e, de forma mais geral, para a ciência como um todo e para a vida social como conhecemos hoje.

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