Precisa-se de programadores quânticos: máquinas já existem, mas faltam algoritmos
Empresas avançam na construção dos computadores quânticos, mas faltam profissionais, linguagens e aplicações para aproveitar sua capacidade.
Em 2001: Uma Odisseia no Espaço, um monólito surge diante de um grupo de primatas. Eles se aproximam, tocam a estrutura e, pouco depois, descobrem que podem usar ossos como ferramentas. O objeto estava diante deles, mas o conhecimento necessário para compreendê-lo ainda não existia.
A computação quântica pode enfrentar um problema parecido: estamos construindo máquinas gigantescas, mas ainda não produzimos algoritmos suficientes para aproveitar sua capacidade.
A comparação foi usada por Glauco Reis durante o SP2B, festival de inovação realizado em São Paulo. Cientista da computação, embaixador da IBM para computação quântica e autor do livro Computação Quântica: Visual e Intuitiva, Reis afirma que o desafio não está apenas em construir e estabilizar o hardware, mas em pensar no software.
“Ainda não temos algoritmos suficientes para rodar. Precisamos desenvolver novos algoritmos”, afirmou.
Essa tarefa ficará nas mãos dos programadores. Eles terão que desenvolver linguagens e algoritmos para computadores que ainda não chegaram à forma definitiva e trabalham com uma matemática diferente daquela usada nos sistemas atuais.
“Você não pode deixar para começar a pensar em algoritmos daqui a 10 anos, quando o computador estiver pronto”, disse Reis à Fast Company Brasil. “É uma matemática diferente daquela com que os programadores estão acostumados.”
QUANDO O COMPUTADOR QUÂNTICO FICARÁ PRONTO?
A resposta depende do que significa estar pronto.
Computadores quânticos já são usados em pesquisas e testes. Há menos de duas semanas, a Fast Company Brasil mostrou que a IBM afirma ter demonstrado vantagem quântica em três experimentos. Em um deles, a máquina concluiu em cerca de 15 minutos um cálculo que exigiria tempo e recursos impraticáveis para os supercomputadores tradicionais.
Esses equipamentos ainda cometem erros e atendem a classes restritas de problemas. Segundo os especialistas do painel, a taxa atual está na ordem de um erro a cada mil operações. Para ampliar o uso das máquinas, seria necessário chegar perto de um erro a cada bilhão de operações.
O horizonte muda quando se fala em uma máquina tolerante a falhas, capaz de corrigir erros durante o funcionamento, ou em um computador que produza valor superior ao seu custo.
A IBM prevê entregar em 2029 o Starling, sistema de grande escala e tolerante a falhas, com 200 qubits lógicos e capacidade para executar 100 milhões de operações. A Quantinuum também planeja desenvolver uma máquina universal e tolerante a falhas até o fim desta década.
A DARPA, agência de pesquisa do Departamento de Defesa dos Estados Unidos, trabalha com outro critério. Seu programa busca descobrir se alguma arquitetura poderá atingir escala industrial até 2033, com valor computacional superior ao custo de operação.
Mesmo com as datas oscilando, uma questão precisa entrar na agenda do mercado: é necessário desenvolver programas que falem a linguagem quântica.
NÃO BASTA TRANSFERIR OS PROGRAMAS ATUAIS
A computação clássica processa informações por meio de bits, representados por zero ou um. A quântica utiliza qubits e opera com fenômenos como superposição, interferência e emaranhamento.
Seus resultados são probabilísticos. O algoritmo organiza as operações para aumentar a probabilidade da resposta procurada e reduzir a das demais.
Como a Fast Company Brasil explicou durante o SXSW 2024, não se trata de transferir um programa atual para um processador mais rápido. A tecnologia exige linguagens, formatos e algoritmos construídos para outra lógica. É como se a computação passasse a falar outro idioma.
Reis lembra que a computação clássica acumulou cerca de um século de desenvolvimento de algoritmos. Alguns deles foram escritos antes mesmo de existirem máquinas capazes de executá-los. Em 1843, Ada Lovelace descreveu uma sequência de operações para a Máquina Analítica de Charles Babbage. O trabalho é considerado um dos primeiros algoritmos destinados a ser processados por uma máquina.
Refazer esse repertório para computadores quânticos exigirá tempo e profissionais formados para trabalhar com eles.
“Há 100 anos estamos criando algoritmos, com mentes magníficas envolvidas nesse trabalho. Será que temos hoje a quantidade de pessoas necessária para recriar todos esses algoritmos? Não tenho certeza.”
POR QUE PRECISAMOS DE PROGRAMADORES QUÂNTICOS
Em um momento em que ferramentas de inteligência artificial escrevem código e CEOs anunciam o fim da carreira de programador, a computação quântica abre outra frente de trabalho.
Para Reis, esses profissionais serão mais necessários do que nunca. A área vai exigir programadores que entendam de máquinas, física e outros campos da matemática. “Ninguém sabe se o hardware vai estar pronto, nem se o software vai estar”, afirmou. “Mas todo mundo está se esforçando muito.”
O computador quântico comercial pode levar anos para chegar. Aprender a programá-lo exigirá um esforço igualmente longo.
O futuro da computação não depende apenas da construção da máquina. Depende de pessoas capazes de criar uma maneira de conversar com ela.
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