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Computação quântica é a ponta do iceberg de um novo mundo digital
27 Dezembro 2021 | Por Larissa Altoé
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Eagle, o processador quântico da IBM (Divulgação)

A IBM informou, em novembro, que construiu o mais veloz processador quântico até o momento. O Eagle (Águia, em inglês), como é chamado, possui 127 qubits e ultrapassou a velocidade de processamento de dados dos computadores quânticos similares fabricados pela Google, em 2019, e por pesquisadores chineses, em julho de 2021.

Roberto Sarthour, da área de Informação Quântica e Computação Quântica do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), em entrevista ao Portal MultiRio, explicou que "os computadores quânticos se utilizam das propriedades dos sistemas quânticos, tais como superposição de estados e emaranhamento, para realizar em poucos minutos, ou segundos, tarefas que os computadores clássicos atuais levariam dezenas ou milhares de anos".

Para serem ultravelozes, os computadores quânticos exploram as propriedades da matéria em sua menor escala, ou seja, usam propriedades físicas das partículas subatômicas (menores que o átomo). Na prática, os cientistas estão utilizando uma nova forma de processar a informação. Em vez de usarem o tradicional bit (0 e 1), estão usando qubit, o equivalente ao bit em um sistema quântico ou bit quântico. O bit quântico, quando em um determinado estado quântico, tem a probabilidade de ser encontrado tanto no estado zero quanto no estado um. Isto é uma vantagem dos computadores quânticos sobre os clássicos, explica Roberto Sarthour.

O CBPF é ligado ao Ministério da Ciência Tecnologia e Inovação e desenvolve pesquisa na área de Física Quântica (Divulgação)

A Mecânica Quântica é uma teoria probabilística, que foi desenvolvida a partir de observações experimentais, contextualiza Roberto Sarthour. Ele detalha que, seguindo os postulados e métodos da Mecânica Quântica, podemos determinar a probabilidade de um particular evento ocorrer. "Para isso, temos que resolver a equação de Schrödinger, que determina o que chamamos de estado quântico do sistema. De posse disso, é possível fazer previsões e determinar o comportamento do sistema. No mundo quântico, é possível que uma partícula tenha a probabilidade alta de estar em mais de um lugar no mesmo instante de tempo".

Redesenhando a concepção de mundo

Essa informação de que uma partícula subatômica pode estar em mais de um lugar ao mesmo tempo é revolucionária. Os avanços tecnológicos devidos à Teoria Quântica são apenas o que há de mais visível acerca desse conhecimento. A Teoria Quântica tem potencial para ir muito além, redesenhando o modo como vemos o mundo.

O físico italiano Carlo Rovelli escreveu o livro A Realidade Não É O Que Parece: A Estrutura Elementar das Coisas, no qual procura explicar para as pessoas comuns o que o pensamento científico sabe até o momento sobre Teoria Quântica.

Diz Carlo: "O Universo é multiforme e ilimitado, e continuamos a descobrir novos aspectos dele. (…) Aprendemos que o espaço se encurva, e começamos a perceber que esse mesmo espaço é entrelaçado com grãos quânticos que vibram. (…) Nosso conhecimento sobre a gramática elementar do mundo continua a aumentar. Se tentarmos reunir tudo o que aprendemos sobre o mundo físico no decorrer do século XX, os indícios apontam para algo profundamente diferente das ideias que nos ensinaram na escola sobre matéria e energia, espaço e tempo. Emerge uma estrutura elementar do mundo em que não existe o tempo e não existe o espaço, gerada por um pulular de eventos quânticos. Campos quânticos desenham espaço, tempo, matéria e luz, trocando informações entre um evento e outro. A realidade é uma rede de eventos granulares – a dinâmica que os liga é probabilística. Entre um evento e outro: espaço, tempo, matéria e energia estão dispersos numa nuvem de probabilidades".

Carlo traça também uma perspectiva histórica em relação à Teoria Quântica para mostrar como, ao longo do tempo, concepções consideradas verdades sólidas mudaram radicalmente, aperfeiçoando o que sabemos sobre o mundo onde vivemos.

"Acreditávamos que a Terra era plana. Que estava fixa no centro do mundo. E que o Universo era pequeno e permaneceria sempre igual. Acreditávamos que os homens eram uma espécie à parte, sem parentesco com os outros animais. Aprendemos que existem quarks, buracos negros, partículas de luz, ondas de espaço e extraordinárias estruturas moleculares em cada célula de nosso corpo. A humanidade é como uma criança que cresce e descobre, admirada, que o mundo não é apenas o seu quarto e o seu playground, mas é amplo, e existem milhares de coisas a explorar e ideias a conhecer, diferentes daquelas com as quais está acostumada", afirma Carlo.

Teoria Quântica sim, charlatanismo não

Roberto Sarthour, do CBPF, alerta sobre a necessidade de se informar o suficiente acerca de Física Quântica para saber onde as novas tecnologias provenientes dela podem ser aplicadas, discernindo e refutando charlatanismos, tais como “coach quântico”, “cura quântica”, entre outros. Roberto conta que já existem vários computadores quânticos disponíveis para serem utilizados por meio remoto, em geral por cientistas e industriais. Esses equipamentos podem ser alugados e alguns podem até ser acessados gratuitamente. Ou seja, pode-se programar estes computadores sem sair de casa, mas é necessário saber como cada um opera para saber como programá-los. A IBM é uma das empresas que disponibilizam estes serviços.

Além dos computadores quânticos, há diversos outros dispositivos quânticos ao nosso redor na vida cotidiana atual, informa Roberto Sarthour. Computadores e celulares que operam com chips (circuitos integrados) e processadores compostos de transistores feitos de materiais semicondutores e também o LED (diodo emissor de luz) só existem graças a sistemas quânticos.

 
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