Tecnologia

Pesquisadores do Google reivindicam marco histórico na computação quântica

Problema que levaria milhares de anos para ser resolvido em um computador “clássico” foi solucionado em segundos. Feito permitirá, entre outras possibilidades, a produção de medicamentos mais eficazes.

Pesquisadores do Google afirmaram ter atingido um feito histórico para a computação quântica, definido como a “supremacia quântica”.

Segundo eles, o Sycamore, chip de computação quântica da empresa, conseguiu solucionar em 200 segundos um problema que levaria milhares de anos para ser resolvido por computadores tradicionais. A tarefa escolhida pelo Google era checar os resultados de um gerador quântico de números randômicos — uma tarefa que tem poucas aplicações práticas.

De acordo com o Google, este é um “momento de possibilidade” e pode ser comparado com a construção do primeiro foguete que deixou a gravidade da Terra e foi para o espaço. “A computação quântica nos dá a chance de alcançar diversas aplicações práticas e melhorar o mundo de maneiras que a computação clássica não permitiria sozinha”, diz Sundar Pichai, presidente do Google.

A partir deste marco, será possível projetar baterias mais eficientes, além de produzir fertilizantes utilizando menos energia e medicamentos mais eficazes.

Empresas gigantes da tecnologia, como Intel, Microsoft, IBM e Alibaba têm investido pesado nessa tecnologia. A China também está de olho no potencial da computação quântica: o país é o segundo que mais dá entrada em patentes sobre o tema e já investiu US$ 400 milhões em um laboratório nacional de pesquisas quânticas. O governo de Donald Trump, nos EUA, prometeu investir US$ 1,2 bilhão em um pesquisas sobre física quântica, o que inclui computadores.

A diferença de um computador quântico para um clássico, cujo funcionamento é binário, é que o quântico consegue calcular uma quantidade maior de informações, que podem ser processadas e armazenadas ao mesmo tempo.

Enquanto em uma máquina clássica (como os nossos desktops domésticos e smartphones) o processo acontece em bits, representados pelos códigos 0 ou 1, em uma quântica o processo é feito por qubits, que têm propriedades quânticas, combinando 0 e 1 ao mesmo tempo.

Apesar do anúncio do Google, o feito divulgado nesta quarta é disputado pelos concorrentes. Em um comunicado postado em um blog oficial, a IBM questionou o feito do Google, afirmando que o cálculo realizado pode ser feito com “grande fidelidade” por um super-computador binário em dois dias e meio.

“Já que o conceito original do termo ‘supremacia quântica’, proposto em 2012 por John Preskill [físico americano], era de descrever o ponto em que computadores quânticos podem fazer coisas que os computadores clássicos não podem, essa categoria ainda não foi atingida”, disseram pesquisadores da IBM, no texto assinado em conjunto.

As afirmações da IBM ainda não foram checadas por outros cientistas, mas, se procederem, o feito do Google seria considerado uma vantagem quântica, por resolver um problema mais rápido, mas que ainda pode ser solucionado por computadores clássicos.

Pesquisadores do Google afirmaram ter atingido um feito histórico para a computação quântica, definido como a “supremacia quântica”.

Segundo eles, o Sycamore, chip de computação quântica da empresa, conseguiu solucionar em 200 segundos um problema que levaria milhares de anos para ser resolvido por computadores tradicionais. A tarefa escolhida pelo Google era checar os resultados de um gerador quântico de números randômicos — uma tarefa que tem poucas aplicações práticas.

De acordo com o Google, este é um “momento de possibilidade” e pode ser comparado com a construção do primeiro foguete que deixou a gravidade da Terra e foi para o espaço. “A computação quântica nos dá a chance de alcançar diversas aplicações práticas e melhorar o mundo de maneiras que a computação clássica não permitiria sozinha”, diz Sundar Pichai, presidente do Google.

A partir deste marco, será possível projetar baterias mais eficientes, além de produzir fertilizantes utilizando menos energia e medicamentos mais eficazes.

Empresas gigantes da tecnologia, como Intel, Microsoft, IBM e Alibaba têm investido pesado nessa tecnologia. A China também está de olho no potencial da computação quântica: o país é o segundo que mais dá entrada em patentes sobre o tema e já investiu US$ 400 milhões em um laboratório nacional de pesquisas quânticas. O governo de Donald Trump, nos EUA, prometeu investir US$ 1,2 bilhão em um pesquisas sobre física quântica, o que inclui computadores.

A diferença de um computador quântico para um clássico, cujo funcionamento é binário, é que o quântico consegue calcular uma quantidade maior de informações, que podem ser processadas e armazenadas ao mesmo tempo.

Enquanto em uma máquina clássica (como os nossos desktops domésticos e smartphones) o processo acontece em bits, representados pelos códigos 0 ou 1, em uma quântica o processo é feito por qubits, que têm propriedades quânticas, combinando 0 e 1 ao mesmo tempo.

Apesar do anúncio do Google, o feito divulgado nesta quarta é disputado pelos concorrentes. Em um comunicado postado em um blog oficial, a IBM questionou o feito do Google, afirmando que o cálculo realizado pode ser feito com “grande fidelidade” por um super-computador binário em dois dias e meio.

“Já que o conceito original do termo ‘supremacia quântica’, proposto em 2012 por John Preskill [físico americano], era de descrever o ponto em que computadores quânticos podem fazer coisas que os computadores clássicos não podem, essa categoria ainda não foi atingida”, disseram pesquisadores da IBM, no texto assinado em conjunto.

As afirmações da IBM ainda não foram checadas por outros cientistas, mas, se procederem, o feito do Google seria considerado uma vantagem quântica, por resolver um problema mais rápido, mas que ainda pode ser solucionado por computadores clássicos.

Guarde este termo: qubit

O computador quântico, na realidade, é apenas o pequeno chip de um computador enorme.

A grande estrutura ao redor do pequeno chip serve para garantir condições muito específicas de funcionamento, como ausência de ruído e de oscilação elétrica, além de temperaturas tão baixas que beiram zero Kelvin, o zero absoluto, ou -273 °C.

O nosso computador tradicional funciona através de bits, que salvam e escrevem informação em sequências binárias de 0 ou 1. Já o computador quântico usa qubits (se fala “quilbit”) — os bits quânticos.

Os qubits são bastante delicados e só conseguem funcionar em temperaturas muito baixas, que é quando alcançam propriedades da mecânica quântica, daí o nome do computador.

Uma dessas propriedades se chama superposição. Ao invés de escolher entre 0 ou 1, o computador quântico consegue usar a superposição para realizar uma combinação matemática entre 0 e 1, algo difícil de entender intuitivamente. Isso permite que o computador pegue alguns atalhos e realize cálculos mais rápidos.

Outra característica é o entrelaçamento, também um fenômeno da mecânica quântica, que permite a um qubit exercer efeito instantâneo nos outros qubits do sistema, o que acelera ainda mais os cálculos.

Veja quatro indústrias em que o computador quântico será revolucionário:

  • Indústria química: destrinchar as complexidades moleculares e interações química tornará possível descobrir novos medicamentos e materiais.
  • Logística: encontrar o caminho ideal em cadeias de distribuição global fará o delivery de produtos ser muito mais eficiente.
  • Mercado financeiro: encontrar um modelo de cálculo de risco permitirá diminuir os riscos de investimentos para fundos e empresas.
  • Inteligência artificial: tornar mais eficientes processos da inteligência artificial, como o machine learning, fará as máquinas mais inteligentes.

Diferença do computador tradicional

Um algoritmo quântico teria que realizar 10 mil operações para encontrar um nome em uma lista telefônica com 100 milhões de nomes. Em comparação, o típico computador binário teria que fazer 50 milhões de operações, na média.

Por essas peculiaridades, espera-se que o computador quântico seja uma revolução em diversas indústrias.

O Q System One da IBM, empresa que compete com o Google na corrida pelos super-computadores, tem capacidade de processamento de 20 qubits. O Sycamore, que o Google afirma ter atingido a supremarica quântica, tem 54 qubits. Especialistas afirmam que será necessário centenas de qubits para começarmos a ver uma revolução acontecer.

Mas a tecnologia também desperta preocupações: o aumento na capacidade de processamento pode ameaçar, por exemplo, toda a criptografia que temos hoje para proteger bancos, transações financeiras e outras informações, já que seria mais fácil resolver os cálculos complexos que garantem a segurança atual.

Nos Estados Unidos, legisladores já afirmam que o país deve liderar esforços para criar sistemas de segurança que sejam resistentes a computadores quânticos.

Fonte G1