Por Filipe Garrett (colaboração) e Constância García (redação), para o TechTudo


Objetos comuns de filmes de ficção científica, os computadores quânticos saltaram das telas de cinema para a realidade nas últimas três décadas. A evolução dos PCs muito poderosos garantiu ao Google o recorde da supremacia quântica, com a resolução de um cálculo em apenas 200 segundos. A tecnologia, que promete alta capacidade de processamento para atacar e resolver problemas científicos pode despertar curiosidade no usuários de PCs comuns.

Com alguns modelos de computadores quânticos espalhados pelo mundo e com um representante da da Petrobras no cenário da computação quântica global, o TechTudo reúne, na lista a seguir, algumas curiosidades sobre os modelos e desvenda também os principais questionamentos sobre o funcionamento e uso das máquinas.

Como foram pensados?

Computadores quânticos eram ficção científica nos anos 1990 — Foto: Divulgação/IBM Computadores quânticos eram ficção científica nos anos 1990 — Foto: Divulgação/IBM

Computadores quânticos eram ficção científica nos anos 1990 — Foto: Divulgação/IBM

O "pai" da computação quântica é o físico Paul Benioff que propôs, na década de 80, a criação de máquinas que usassem princípios da física quântica para funcionar. Desta forma, os computadores quânticos seriam capazes de suportar tecnologia, realizando tarefas mais elaboradas. Esse uso foi pensado para ir além das capacidades do computadores convencionais, de uso diário. Com esta ideia em mente, cientistas começaram a desenvolver os primeiros protótipos e, a partir deles, traçaram os primeiros experimentos com a nova tecnologia, em 1990.

Como funcionam?

Sistemas quânticos aplicam conceitos da física quântica para funcionar — Foto: Divulgação/Intel Sistemas quânticos aplicam conceitos da física quântica para funcionar — Foto: Divulgação/Intel

Sistemas quânticos aplicam conceitos da física quântica para funcionar — Foto: Divulgação/Intel

O supercomputador aplica noções da física quântica para funcionar. Enquanto um computador eletrônico convencional manipula informações a partir de valores que são representados por números binários (0 ou 1), um computador quântico usa qubits, os bits quânticos, que podem assumir valor 0, 1 ou as duas coisas ao mesmo tempo.

Um computador convencional, para realizar funções do dia a dia do usuário, transforma todos os dados em cadeias de 0 ou 1, usando o sistema binário, mais simples e menos elaborado. O uso dos chamados bits, que são adotados neste sistema, é capaz de solucionar qualquer questão, desde a exibição de imagens na tela do monitor, até a simulação de cálculos. Já no computador quântico, as operações passam por uma tecnologia chamada qubits, onde as informações podem assumir até dois valores distintos e simultaneamente.

Esta variação entre os valores tem impactos profundos, sobretudo em cálculos mais pesados: se um bit pode obter dois valores diferentes ao mesmo tempo, o computador pode ganhar tempo na hora de processar tarefas muito exigentes. É essa característica que coloca computadores quânticos como máquinas ideais para atacar problemas teóricos da matemática ou física, por exemplo.

Podem ser usados em tarefas do dia-a-dia?

Um computador quântico, como o Sycamore do Google (foto), ainda está distante da sua casa — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET Um computador quântico, como o Sycamore do Google (foto), ainda está distante da sua casa — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET

Um computador quântico, como o Sycamore do Google (foto), ainda está distante da sua casa — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET

Por enquanto, não é possível ter um computador quântico em casa. Com uma funcionalidade complexa e a necessidade de um amplo espaço para sua instalação, os supercomputadores têm uso restrito para ciência e tecnologia. Além disso, como esta área da informática é relativamente nova e ainda pouco explorada, não há grande oferta de software para esse tipo de computador. Cientistas da computação e desenvolvedores de software ainda trabalham em cima de novos conceitos para que aplicações criadas para máquinas convencionais também consigam ser reproduzidas neste tipo de máquina.

Para que servem?

Computadores quânticos tem uso restrito à pesquisas científicas e simulação avançada — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET Computadores quânticos tem uso restrito à pesquisas científicas e simulação avançada — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET

Computadores quânticos tem uso restrito à pesquisas científicas e simulação avançada — Foto: Reprodução/ Stephen Shankland/CNET

Além do caráter científico e acadêmico desses sistemas, computadores quânticos têm, hoje, um escopo limitado de aplicações. Os principais tipos de uso estão relacionados com pesquisas científicas: estudos nas áreas de astrofísica, física e matemática são alguns exemplos. Mas aplicações com resultados a curto prazo também são possíveis, como simulações extremamente precisas e complexas do comportamento do clima no planeta.

Outros estudos discutidos são da área de biotecnologia e de medicina de ponta, que conseguiriam transformar a tecnologia existente nos computadores para reproduzir estudos avançados sobre o comportamento de proteínas, órgãos e células do corpo humano.

Existe computador quântico no Brasil?

D-Wave é pioneira no setor e vende computadores do tipo a US$ 15 milhões por unidade — Foto: Divulgação/D-Wave D-Wave é pioneira no setor e vende computadores do tipo a US$ 15 milhões por unidade — Foto: Divulgação/D-Wave

D-Wave é pioneira no setor e vende computadores do tipo a US$ 15 milhões por unidade — Foto: Divulgação/D-Wave

A presença dos computadores quânticos ainda não chegou de vez ao Brasil. A precariedade de recursos nos setores de semicondutores e microeletrônica impede que o Brasil decole na fabricação deste tipo de máquina. Apesar disso, o supercomputador Fênix, cedido à Petrobras pela empresa de computação Atos, se tornou um dos computadores mais poderosos da América Latina.

Atualmente, a corrida pelos computadores quânticos é concentrada na América do Norte. Por lá, os grandes líderes da área são IBM e Google, mas com esforços também relevantes de Intel e Microsoft no setor. Além disso, a empresa canadense D-Wave foi a pioneira na exploração comercial de sistemas quânticos.

Quanto custa um computador quântico?

Não há preços recentes circulando no mercado a respeito de quanto custa criar um computador quântico. Entretanto, estimativas apontam para um custo na faixa dos US$ 10 bilhões para desenvolver um sistema do zero.

Empresas que atuam no setor, como a IBM, não vendem computadores quânticos. O que elas fazem é, na prática, alugar tempo de processamento nas máquinas para quem precisa desse tipo de ferramenta. A exceção é a D-Wave, que comercializa o 2000Q, um sistema de 2000 qubits, por US$ 15 milhões a unidade.

Qual o futuro do armazenamento em nuvem? Opine no Fórum do TechTudo

Mais do TechTudo