A computação quântica é uma nova forma de usar computadores que viabiliza resolver determinados problemas muito mais rapidamente do que hoje em dia. Enquanto os computadores tradicionais funcionam com bits, pequenas chaves que podem estar ligadas ou desligadas, os computadores quânticos utilizam qubits, que podem estar ligados, desligados – ou ambos.
Isso acontece por conta da superposição e, juntamente com outro fenômeno – o entrelaçamento quântico – propicia que esses computadores executem várias atividades ao mesmo tempo. Isso torna esta ciência bastante poderosa para solucionar cálculos avançados extremamente difíceis que levariam anos para os computadores normais concluírem.
Suas aplicações são amplas e diversificadas, abarcando múltiplos setores. Na área da saúde e farmacêutica, por exemplo, essa tecnologia é capaz de acelerar significativamente a descoberta de novos medicamentos e materiais por meio da simulação de interações moleculares complexas, reduzindo o tempo de desenvolvimento de anos para meses.
No campo da logística e otimização, permite avaliar milhões de possibilidades simultaneamente para otimizar rotas de entrega e processos logísticos, resultando na queda dos custos e do tempo de entrega. Já no setor financeiro, proporciona melhorias na análise de riscos, precificação de ativos e detecção de fraudes, levando a decisões mais precisas e embasadas.
Em relação à inteligência artificial (IA), consegue aprimorar algoritmos e sistemas de aprendizado de máquina, gerando modelos preditivos mais precisos e tomadas de decisão mais eficientes. Na segurança cibernética, por sua vez, desenvolve métodos de criptografia praticamente invioláveis para proteção de dados confidenciais contra ameaças digitais.
Apesar do seu imenso potencial, a computação quântica enfrenta desafios consideráveis. Os computadores quânticos são extremamente sensíveis a interferências externas e necessitam operar em temperaturas próximas do zero absoluto, tornando sua construção e manutenção processos abrangentes e de alto custo. A correção de erros representa outro obstáculo significativo, já que os qubits são naturalmente propensos a falhas devido às suas características quânticas intrínsecas.
Um avanço significativo nesse campo foi a recente revelação da Microsoft sobre o Majorana 1, o primeiro processador quântico baseado em qubits topológicos, anunciado neste último mês de fevereiro. Construído com um material inovador chamado topocondutor, esse processador promete superar várias questões, como a correção de erros, ao endereçar a criação da supercondutividade topológica.
O Majorana 1 simplifica o controle dos qubits via medições digitais, facilitando a escalabilidade para milhões de qubits em um único chip. Esse progresso aproxima a Microsoft da construção de um computador quântico tolerante a falhas em um horizonte de anos, não décadas, com a chance de superar limitações que os supercomputadores atuais não conseguem abordar.
É relevante mencionar que a Microsoft não é a única nessa corrida tecnológica. A IBM se destaca como uma das líderes no que se refere a essa ciência com processadores quânticos modernos e uma plataforma de acesso via nuvem bem consolidada. O Google também tem alcançado uma evolução notável, tendo demonstrado a "supremacia quântica" em 2019.
Atualmente, o acesso à computação quântica pelo público geral ocorre principalmente mediante serviços de nuvem. Empresas como Microsoft, com o Azure Quantum, IBM e Honeywell já disponibilizam acesso aos seus computadores quânticos via nuvem, favorecendo que pesquisadores e organizações experimentem e desenvolvam aplicações baseadas nessa tecnologia.
Eu, inclusive, tive a oportunidade de visitar pessoalmente o processador quântico da IBM nos Estados Unidos no ano passado. Eu, que tinha um background mais superficial acerca de processadores quânticos, adquiri, nessa viagem, um conhecimento mais profundo a respeito do tema.
Trata-se de uma jornada que está apenas começando. Os desafios são imensos, mas as potenciais recompensas são ainda maiores. Com o crescimento contínuo dessa tecnologia, a expectativa é que a computação quântica se torne uma ferramenta indispensável para empresas e organizações que buscam soluções inovadoras e vantagens competitivas no século XXI, transformando profundamente nossa capacidade de simular, analisar e compreender problemas de grande escala em diversas áreas do conhecimento e da indústria.
Joel Backschat, Technical Fellow da FCamara.
