A corrida para a criação do computador mais poderoso da história:criar roleta virtual

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 vezcriar roleta virtualusar "um" e "zero"criar roleta virtualsequências longas, como na computação clássica, um bit quântico - ou qubit - usa as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estarcriar roleta virtualdois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computadorcriar roleta virtualqubit pode fazer mais cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

"Se você tem um computadorcriar roleta virtualdois-qubits e você adiciona dois qubits, terá um computadorcriar roleta virtualquatro qubits mas não vai dobrar a potência do computador - vai fazer com que ele cresça exponencialmente", explica Martin Giles, chefe do escritóriocriar roleta virtualSão Francisco da MIT Technology Review.

Cientistas às vezes descrevem esse efeitocriar roleta virtualcomputação quântica como sendo capazcriar roleta virtualpercorrer cada um dos vários caminhoscriar roleta virtualum 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 capacidadecriar roleta virtualfazer saltos lógicos que os computadores convencionais jamais conseguiriam.

A busca por estabilidade

Mas qubits são altamente instáveis e propensos a sofrer interferências ou "ruídos"criar roleta virtualoutras fontescriar roleta virtualenergia, levando a erroscriar roleta virtualcálculos. Então, a corrida pela computação quântica é, no fundo, a busca por uma formacriar roleta virtualestabilizar os qubits para serem produzidoscriar roleta virtuallarga escala.

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

"Até agora, maiscriar roleta virtual94 mil pessoas acessaram computadores quânticos da IBM na nuvem. Eles executaram maiscriar roleta virtual5 milhõescriar roleta virtualexperimentos e escreveram 110 artigos", diz Robert Sutor, vice-presidentecriar roleta virtualestratégia e ecossistemacriar roleta virtualcomputação 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 dentrocriar roleta virtualuma grande geladeira, onde os qubits ficam a temperaturas próximas ao zero absoluto para garantir que permaneçamcriar roleta virtualseus estados úteis.

Isso consome muita energia e dificultacriar roleta virtualproduçãocriar roleta virtualtamanho menor.

"Parece provável que os qubits supercondutores estarão entre as primeiras tecnologias a permitir computação quântica útil", diz Joseph Fitzsimons, principal pesquisador do Centrocriar roleta virtualTecnologias Quantum da Universidade Nacionalcriar roleta virtualCingapura. "No entanto, minha impressão é que eles são análogos aos tuboscriar roleta virtualvácuo nos primeiros computadores,criar roleta virtualvez 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 partículascriar roleta virtualMajorana.

Outras equipes estão pesquisando a capturacriar roleta virtualqubits no silício, elemento do qual os chipscriar roleta virtualcomputador tradicionais foram feitos.

E os cientistas da computação da Universidadecriar roleta virtualOxford estão procurando maneirascriar roleta virtualconectar qubitcriar roleta virtualcomputadores menorescriar roleta virtualvezcriar roleta virtualcriar máquinas maiores com muitos qubits.

Potencial clássico?

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

Em julho, Ewin Tang, estudantecriar roleta virtualcomputação e matemáticacriar roleta virtual18 anos da Universidade do Texas, causou furor no mundo da computação internacional por ter desenvolvido um algoritmo clássicocriar roleta virtualcomputador que pode resolver um problema quase tão rápido quanto um computador quântico.

O problema a ser solucionado envolvia um mecanismocriar roleta virtualrecomendação que sugere produtos aos usuários com basecriar roleta virtualdados sobre suas preferências.

E a União Europeia recentemente anunciou que está trabalhando na próxima geraçãocriar roleta virtualcomputadores - os exascale - que vão executar bilhõescriar roleta virtualcálculos por segundo.

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

"Dez elevado a 18 é algo grande, mas os sistemas quânticos, que serão capazescriar roleta virtual10 a 1.000 operações por segundo, são muito, muito maiores."

E o problema para a computação clássica é que estamos chegando aos limitescriar roleta virtualquantos transistores podemos encaixarcriar roleta virtualum chip - o A11 da Apple conseguiu espremer surpreendentes 4,3 bilhões, por exemplo.

A chamada Leicriar roleta virtualMoore - 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, produzidocriar roleta virtuallarga escala, ainda tenha o futuro incerto, pesquisas com esse objetivo já estão produzindo resultados interessantes.

"Se não tivéssemos investidocriar roleta virtualcomputação 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 Universidadecriar roleta virtualLancaster.

Ele já diz que a pesquisa quântica gerou uma nova maneiracriar roleta virtualresfriar dispositivos a baixas temperaturas, aprimoramentoscriar roleta virtualchips baseadoscriar roleta virtualluz que melhoraram a experiênciacriar roleta virtualbanda largacriar roleta virtualfibra ótica, e a invençãocriar roleta virtualtecnologias para acelerar o diagnósticocriar roleta virtualdoenças.

"O benefício realcriar roleta virtualir à Lua não foi ir à Lua, mas sim as tecnologias periféricas que foram desenvolvidas no caminho", diz o professor Young. O GPScriar roleta virtualnavegação por satélite e canetas esferográficas são dois exemplos disso.