A corrida para a criação do computador mais poderoso da história:casino fairspin

Empresas como a IBM, Google, Rigetti, Intel e Microsoft são as líderes nessa corrida quântica.

Cada método tem seus prós e contras, mas o maior desafio é a frágil natureza do quantum.

O que é computação quântica

Em vezcasino fairspinusar "um" e "zero"casino fairspinsequências longas, como na computação clássica, um bit quântico - ou qubit - usa as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estarcasino fairspindois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computadorcasino fairspinqubit pode fazer mais cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

"Se você tem um computadorcasino fairspindois-qubits e você adiciona dois qubits, terá um computadorcasino fairspinquatro qubits mas não vai dobrar a potência do computador - vai fazer com que ele cresça exponencialmente", explica Martin Giles, chefe do escritóriocasino fairspinSão Francisco da MIT Technology Review.

Cientistas às vezes descrevem esse efeitocasino fairspincomputação quântica como sendo capazcasino fairspinpercorrer cada um dos vários caminhoscasino fairspinum labirinto muito complexo ao mesmo tempo.

Os qubits também podem influenciar uns aos outros, mesmo quando não estão fisicamente conectados, um processo chamado "entrelaçamento". Em termos computacionais, isso lhes dá a capacidadecasino fairspinfazer saltos lógicos que os computadores convencionais jamais conseguiriam.

A busca por estabilidade

Mas qubits são altamente instáveis e propensos a sofrer interferências ou "ruídos"casino fairspinoutras fontescasino fairspinenergia, levando a erroscasino fairspincálculos. Então, a corrida pela computação quântica é, no fundo, a busca por uma formacasino fairspinestabilizar os qubits para serem produzidoscasino fairspinlarga escala.

A gigante IBM acredita seriamente que os "qubits supercondutores transmon" são os mais promissores para a computação quântica. E já construíram três protótiposcasino fairspinprocessadores quânticos que o público pode acessar na nuvem.

"Até agora, maiscasino fairspin94 mil pessoas acessaram computadores quânticos da IBM na nuvem. Eles executaram maiscasino fairspin5 milhõescasino fairspinexperimentos e escreveram 110 artigos", diz Robert Sutor, vice-presidentecasino fairspinestratégia e ecossistemacasino fairspincomputação quântica da IBM Research.

"Pessoas estão aprendendo e experimentando… esperamos que daqui três a cinco anos seremos capazes indicar um exemplo específico e dizer que o quantum melhora significativamente qualquer coisa que os computadores clássicos possam fazer", completa Sutor.

Mas o método da IBM exige que o computador quântico seja armazenado dentrocasino fairspinuma grande geladeira, onde os qubits ficam a temperaturas próximas ao zero absoluto para garantir que permaneçamcasino fairspinseus estados úteis.

Isso consome muita energia e dificultacasino fairspinproduçãocasino fairspintamanho menor.

"Parece provável que os qubits supercondutores estarão entre as primeiras tecnologias a permitir computação quântica útil", diz Joseph Fitzsimons, principal pesquisador do Centrocasino fairspinTecnologias Quantum da Universidade Nacionalcasino fairspinCingapura. "No entanto, minha impressão é que eles são análogos aos tuboscasino fairspinvácuo nos primeiros computadores,casino fairspinvez dos transistores que apareceram mais tarde. Ainda podemos ver outra tecnologia emergir, que se tornaria a vencedora no final".

A Microsoft e acadêmicos do Instituto Niels Bohr, na Dinamarca, estão trabalhando no que eles acreditam ser qubits muito mais estáveis, baseados nas chamadas partículascasino fairspinMajorana.

Outras equipes estão pesquisando a capturacasino fairspinqubits no silício, elemento do qual os chipscasino fairspincomputador tradicionais foram feitos.

E os cientistas da computação da Universidadecasino fairspinOxford estão procurando maneirascasino fairspinconectar qubitcasino fairspincomputadores menorescasino fairspinvezcasino fairspincriar máquinas maiores com muitos qubits.

Potencial clássico?

Enquanto esperamos pelos computadores quânticos, qual é o futuro para a computação convencional?

Em julho, Ewin Tang, estudantecasino fairspincomputação e matemáticacasino fairspin18 anos da Universidade do Texas, causou furor no mundo da computação internacional por ter desenvolvido um algoritmo clássicocasino fairspincomputador que pode resolver um problema quase tão rápido quanto um computador quântico.

O problema a ser solucionado envolvia um mecanismocasino fairspinrecomendação que sugere produtos aos usuários com basecasino fairspindados sobre suas preferências.

E a União Europeia recentemente anunciou que está trabalhando na próxima geraçãocasino fairspincomputadores - os exascale - que vão executar bilhõescasino fairspincálculos por segundo.

"Exascale significa 10 elevado a 18 operações por segundo", explica o professor Scott Aaronson, cientistacasino fairspincomputação teórico da UT Austin que orientou Ewin Tang.

"Dez elevado a 18 é algo grande, mas os sistemas quânticos, que serão capazescasino fairspin10 a 1.000 operações por segundo, são muito, muito maiores."

E o problema para a computação clássica é que estamos chegando aos limitescasino fairspinquantos transistores podemos encaixarcasino fairspinum chip - o A11 da Apple conseguiu espremer surpreendentes 4,3 bilhões, por exemplo.

A chamada Leicasino fairspinMoore - que prevê que a cada dois anos os microprocessadores receberiam o dobro da velocidade, usariam metade da energia e ocupariam a metade do espaço - está finalmente se confirmando.

Benefícios

Mesmo que um computador quântico estável, produzidocasino fairspinlarga escala, ainda tenha o futuro incerto, pesquisas com esse objetivo já estão produzindo resultados interessantes.

"Se não tivéssemos investidocasino fairspincomputação quântica, o algoritmo quântico que inspirou o (Ewin) Tang não teria existido", diz Robert Young, pesquisador da Royal Society e diretor do Quantum Technology Center da Universidadecasino fairspinLancaster.

Ele já diz que a pesquisa quântica gerou uma nova maneiracasino fairspinresfriar dispositivos a baixas temperaturas, aprimoramentoscasino fairspinchips baseadoscasino fairspinluz que melhoraram a experiênciacasino fairspinbanda largacasino fairspinfibra ótica, e a invençãocasino fairspintecnologias para acelerar o diagnósticocasino fairspindoenças.

"O benefício realcasino fairspinir à Lua não foi ir à Lua, mas sim as tecnologias periféricas que foram desenvolvidas no caminho", diz o professor Young. O GPScasino fairspinnavegação por satélite e canetas esferográficas são dois exemplos disso.