Por que a computação quântica é tão superior à computação “clássica”
Computadores quânticos são promissores mas ainda não conseguiram demonstrar seu grande poder: o de superar os supercomputadores comuns
Há décadas, o campo da computação tem buscado atingir a chamada “vantagem quântica”, um ponto em que as máquinas serão capazes de fazer coisas que estão além do alcance dos computadores tradicionais.
O termo “quântico” se refere à escala de átomos e moléculas, na qual as leis da física, conforme as conhecemos, se desfazem, e um conjunto diferente e contraintuitivo de leis se aplica. Os computadores quânticos exploram essa peculiaridade para resolver problemas.
A computação quântica tem uma variedade de usos potenciais que podem superar os computadores clássicos.
Existem alguns tipos de problemas impraticáveis para os computadores clássicos, como quebrar algoritmos de criptografia de última geração. Mas pesquisas mostram que os computadores quânticos têm o potencial de resolver alguns deles. Se for possível construir uma máquina que realmente tenha a capacidade de resolvê-los, ela terá demonstrado vantagem quântica.
Acredito que essa fronteira da inovação científica e tecnológica não apenas promete avanços revolucionários na computação, mas também representa um aumento mais amplo na tecnologia quântica, incluindo avanços em criptografia e sensoriamento quântico.
APLICAÇÕES DA COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
A computação quântica tem uma variedade de usos potenciais que podem superar os computadores clássicos. Na criptografia, isso representa tanto uma oportunidade quanto um desafio. Mais notoriamente, os computadores quânticos têm o potencial de decifrar algoritmos de criptografia atuais. E, como consequência disso, os protocolos de criptografia de hoje precisam ser reformulados para resistir a futuros ataques quânticos.
Isso levou ao surgimento do campo de criptografia pós-quântica. Após um longo processo, o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos Estados Unidos selecionou quatro algoritmos resistentes a ataques quânticos e iniciou o processo de prepará-los para que organizações possam usá-los em sua tecnologia de criptografia.
Outro uso da tecnologia é o sensoriamento quântico: detectar e medir propriedades físicas como energia eletromagnética, gravidade, pressão e temperatura com maior sensibilidade e precisão do que instrumentos não quânticos. Ele pode ter inúmeras aplicações em campos como monitoramento ambiental, exploração geológica, imagem médica e vigilância.
Iniciativas como o desenvolvimento de uma internet quântica, que interconecta computadores, são passos cruciais para unir os mundos da computação quântica e clássica. Essa rede poderia ser protegida usando protocolos criptográficos quânticos, que possibilitam canais de comunicação ultrasseguros protegidos contra ataques computacionais.
MANTENDO A COERÊNCIA E SUPERANDO ERROS
No entanto, o campo enfrenta desafios importantes no desenvolvimento de hardware e software. Computadores quânticos são altamente sensíveis a quaisquer interações não intencionais com seus ambientes – fenômeno conhecido como “decoerência”.
existe o risco de um “inverno quântico”, um período de redução de investimentos caso resultados práticos não se materializem a curto prazo.
Por isso, para construir sistemas como este em grande escala, capazes de cumprir a promessa de avanços em velocidade quântica, será necessário superar esse problema. E a chave é desenvolver métodos eficazes de suprimir e corrigir erros quânticos.
Startups e grandes empresas, como Google e IBM, estão buscando soluções para esses desafios. Esse interesse da indústria, combinado com grandes investimentos de governos em todo o mundo, destaca o reconhecimento coletivo do potencial transformador da tecnologia quântica.
VANTAGEM QUÂNTICA ESTÁ CADA VEZ MAIS PERTO
Atualmente, a tecnologia de computação quântica está em um ponto crucial. Por um lado, o campo já mostrou sinais iniciais de ter alcançado uma vantagem quântica estreitamente especializada. Pesquisadores do Google e da China a demonstraram na geração de uma lista de números aleatórios com propriedades específicas.
Por outro lado, existe o risco de um “inverno quântico”, um período de redução de investimentos caso resultados práticos não se materializem a curto prazo.
Enquanto a indústria trabalha para oferecer vantagens quânticas em produtos e serviços, a pesquisa acadêmica continua focada em investigar os princípios fundamentais que sustentam esta nova ciência e tecnologia.
Este artigo foi republicado do The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.
