Computação quântica

A computação quântica é a ciência que estuda as aplicações da mecanica quântica na ciência da computação. Fundamenta o estudo do futuro computador quântico.

História

A história da computação quântica se entrelaça com a história da computação clássica. Após os grandes avanços do paradigma clássico de computação e a evolução dos transistores, aparentemente estamos chegando aos limites que esse paradigma pode nos fornecer. Dentro deste contexto a computação quântica nasce, fruto dos esforços de inúmeros pesquisadores, como Richard Feynman.

Graças aos estudos de pesquisadores como David Deutsch, Peter Shor e Lov Groover (entre outros), existe um cabedal de conhecimento do que será a grande mudança do século XXI, a mudança do paradigma da computação clássica para o modelo quântico.

Provando que o clássico seriado MacGyver nunca nos enganou, um grupo de físicos da Universidade de Toronto conseguiu adicionar propriedades supercondutoras a um semicondutor usando uma simples fita adesiva. Sim, aquela que você tem em casa para encapar cadernos.

A ideia surgiu exatamente como uma alternativa ao principal problema da computação quântica: o aquecimento excessivo dos componentes. Como são poucos os materiais que conseguem conduzir eletricidade sem superaquecer, a solução encontrada foi fazer com que semicondutores se comportassem da maneira desejada, tudo com o auxílio do bom e velho Durex.

Para isso, a Universidade de Toronto usou a fita em conjunto com pequenas placas de vidro em torno do material para fazê-lo se comportar como um supercondutor, quase que em um sanduíche espelhado.

É claro que se trata de uma daquelas gambiarras que todos nós fazemos, mas a descoberta pode ser convertida em novas soluções tecnológicas e transformadas em novidades para o futuro breve.

Quebras de paradigmas

A computação quântica quebra inúmeros paradigmas da computação clássica, aonde podemos dividir os problemas em "problemas tratáveis" e "problemas intratáveis".

Todos os elementos que mudam as estruturas clássicas vem das mudanças que a física clássica trouxe. Físicos como Heisenberg, Bohr, Schrödinger e Einstein estudaram esses novos fundamentos. Dentre eles podemos destacar:

• Sobreposição quântica
• Experiência do Gato de Schrödinger
• Entrelaçamento quântico ou "Ação fantasmagórica à distância"
• Portas lógicas quânticas
• Memórias quânticas

Computando

Para se realizar a computação os computadores quânticos se utilizam dos princípios da física quântica, em especial do emaranhamento e da sobreposição.

O princípio da sobreposição se baseia no fenomeno em que ondas de informação podem coexistir, tornando possível aspectos como informações contrárias no mesmo sinal. Na computação clássica temos apenas o sistema binário, restrito aos padrões "ligado" e "desligado". Na computação quantica, por outro lado, os estados clássicos contrários podem coexistir, possibilitando sistemas como "ligado-desligado" na mesma informação.

Particularidades quânticas

Dentre as particularidades quânticas, podemos destacar:

• Teletransporte
• Espalhamento de Rutherford
• Existência de multiverso
• O universo como um observador clássico

Toda essa mudança trouxe importantes desdobramentos, como por exemplo a criptografia quântica.

Pesquisa hoje

Ainda não existe hoje um computador inteiramente quântico funcionando. Porém, empresas como a canadense "D-Wave", entre outras tem feito promessas, que se forem cumpridas, anunciarão um novo horizonte para a realidade e o mercado de computadores domésticos, científicos e corporativos.

As dificuldades de se criar um computador quantico reside no fato de que os processos computacionais passam a ser no universo atômico, que carece de tecnologias de manipulação ainda.

Referências

• Livro "A revolução dos Q-bits" - Ivan Oliveira
• Livro "O que é computação quantica?" - Galvão, Ernesto F.
• Livro "Computação Quântica e Informação Quântica" - Nielsen, Michael A.; Chuang, Isaac L.
• Eureka Alert