A computação quântica pode mudar a ciência para sempre – se funcionar
Big techs acreditam que a computação quântica vai turbinar a IA. Mas antes, precisam resolver seu maior problema: escalar qubits
A inteligência artificial já transformou a forma como empresas processam dados e tomam decisões. Mas os maiores nomes do Vale do Silício estão de olho no que pode ser o próximo grande avanço tecnológico: a computação quântica, celebrada neste dia 14.
A data do Dia da Computação Quântica foi escolhida em referência a um dos pilares da física quântica, a constante de Planck – aproximadamente 4,14 x 10⁻¹⁵ eV·s (lembrando que, na grafia de datas em inglês, o mês vem antes do dia, por isso 4/14).
Diferente da IA, que acelera processos existentes, a computação quântica promete desbloquear capacidades totalmente novas – desde simulações de moléculas para a descoberta de medicamentos até a resolução de problemas que estão muito além do alcance dos supercomputadores mais rápidos de hoje. Segundo a consultoria McKinsey, o setor deve atingir US$ 2 trilhões até 2035.
Gigantes da tecnologia como Microsoft, Amazon, Google e Nvidia estão desenvolvendo suas próprias tecnologias quânticas, explorando como integrá-las a modelos de IA para criar uma infraestrutura pronta para o futuro. Mas há um grande obstáculo: escalar os qubits.
Qubits – as unidades fundamentais de dados quânticos – precisam ser escalados para milhares para que a computação quântica ultrapasse as capacidades da IA. Diferente dos bits clássicos, que existem como 0 ou 1, os qubits podem existir em múltiplos estados simultaneamente, permitindo um processamento exponencialmente mais rápido de cálculos complexos.
Para enfrentar esse desafio, a Atom Computing, sediada na Califórnia, está trabalhando com a Microsoft. Em setembro de 2024, a Microsoft anunciou uma colaboração com a Atom para construir a máquina quântica mais poderosa do mundo, oferecendo um sistema comercial escalável disponível para encomenda.
Em novembro de 2024, as empresas haviam entrelaçado 24 qubits lógicos e executado com sucesso um algoritmo quântico com 28 qubits lógicos. Em 2025, o sistema da Atom baseado em átomos neutros conta com 1.180 qubits. Mas será que a tecnologia já está pronta para casos de uso complexos no mundo real?
“Não existe um número único e concreto de qubits lógicos com métricas de desempenho associadas que, de repente, desbloqueiem todas as aplicações possíveis”, diz Remy Notermans, diretor de planejamento estratégico da Atom Computing.
“Com cerca de 100 qubits lógicos já é possível explorar certas aplicações científicas que vão muito além das capacidades da computação clássica. Aplicações economicamente viáveis devem se tornar acessíveis com cerca de mil qubits lógicos.”
Os sistemas da Atom Computing utilizam átomos neutros presos como qubits – uma abordagem proprietária que permite controle preciso. Diferente dos átomos ionizados, os átomos neutros mantêm todos os seus elétrons.
A empresa também utiliza resfriamento a laser e pinças ópticas para prender e manipular átomos individualmente. Outras empresas de computação quântica – como D-Wave, Phasecraft, Zapata Computing e Algorithmiq – também estão desenvolvendo infraestrutura e algoritmos para otimizar o hardware quântico atual.
INVESTIDORES APOSTAM NA INTEGRAÇÃO DA COMPUTAÇÃO ESPACIAL COM IA
Além do desafio de escalar qubits, a computação quântica exige quantidades imensas de capital. “Tecnologia quântica prática não deve ser avaliada com as mesmas expectativas de cronograma da indústria de software”, afirma Justin Ging, diretor de produtos da Atom Computing.
Embora a computação quântica ainda esteja evoluindo rumo à viabilidade comercial, as grandes empresas de tecnologia estão apostando no seu potencial para melhorar o desempenho dos modelos de IA. Esses modelos exigem quantidades massivas de energia, mas a integração com a computação quântica pode aumentar a eficiência e ampliar as capacidades de raciocínio.
Gigantes como Microsoft, Amazon, Google e Nvidia estão desenvolvendo suas próprias tecnologias quânticas.
Um avanço notável no setor de IA quântica é o chip Willow, do Google, que resolveu um problema de amostragem aleatória de circuitos em apenas cinco minutos – uma tarefa que, segundo a própria empresa, levaria 10 septilhões de anos para ser completada pelo supercomputador mais rápido do mundo.
“Os modelos de IA atuais são treinados com conjuntos massivos de dados, baseados principalmente na experiência humana”, explica Notermans. “Se um modelo de IA for usado sozinho para responder uma pergunta relacionada à descoberta de medicamentos, haverá uma incerteza significativa quanto à confiabilidade dessa resposta.”
Ele afirma que computadores quânticos podem ser usados em conjunto com a IA para gerar dados baseados em física quântica, enriquecendo os conjuntos de dados de treinamento e tornando o desempenho geral dos modelos de IA mais preciso.
Se uma nova e poderosa forma de computação vai surgir da combinação entre os paradigmas clássico e quântico para transformar a IA, é algo que só o tempo dirá.
