O que é computação quântica? - Mega Curiosidades

O que é computação quântica?

Computação quântica é o próximo grande salto para computadores, então entenda um pouco mais como funciona e como pode nos beneficiar.

A computação quântica usa a mecânica quântica para processar enormes quantidades de informação a uma velocidade incrivelmente alta. Leva alguns minutos a várias horas para um computador quântico resolver um problema que um computador de mesa levaria anos ou décadas para resolver.

A computação quântica está preparando o terreno para uma nova geração de supercomputadores. Espera-se que esses computadores quânticos superem a tecnologia existente em áreas como modelagem, logística, análise de tendências, criptografia e inteligência artificial.

Explicação Computação Quântica

A ideia da computação quântica foi inicialmente imaginada no início dos anos 80 por Richard Feynman e Yuri Manin. Feynman e Manin acreditavam que um computador quântico poderia simular dados de maneiras que um computador de mesa não conseguiria. Desde então, no final da década de 1990, os pesquisadores construíram os primeiros computadores quânticos.

A computação quântica usa a mecânica quântica, como superposição e entrelaçamento, para realizar cálculos. A mecânica quântica é um ramo da física que estuda coisas extremamente pequenas, isoladas ou frias.

A unidade primária de processamento da computação quântica são bits quânticos ou qubits. Os Qubits são criados no computador quântico usando as propriedades da mecânica quântica de átomos individuais, partículas subatômicas ou circuitos elétricos supercondutores.

Os Qubits são semelhantes aos bits usados pelos computadores desktop em que os qubits podem estar em um estado quântico 1 ou 0. Qubits diferem em que eles também podem estar em uma superposição dos estados 1 e 0. Então isso significa que os qubits podem representar 1 e 0 ao mesmo tempo.

Quando os qubits estão em superposição, dois estados quânticos são somados e resultam em outro estado quântico. Superposição significa que vários cálculos são processados simultaneamente. Então, dois qubits podem representar quatro números simultaneamente. Computadores regulares processam bits em apenas um dos dois estados possíveis, 1 ou 0. Além do mais, os cálculos são processados um de cada vez.

Computação Quântica

Os computadores quânticos também usam o entrelaçamento para processar qubits. Quando um qubit está emaranhado, significa que o estado desse qubit depende do estado de outro qubit. De modo que um qubit revela o estado de seu par não observado.

O Processador Quantum é o Núcleo do Computador

Criar qubits é uma tarefa difícil. É preciso um ambiente congelado para manter um qubit por qualquer período de tempo. Os materiais supercondutores necessários para criar um qubit devem ser resfriados a zero absoluto (cerca de menos 272 graus Celsius). Além disso, os qubits também devem ser protegidos do ruído de fundo para reduzir erros no cálculo.

O interior de um computador quântico parece um candelabro de ouro. E sim, é feito com ouro verdadeiro. É um refrigerador de diluição usado para resfriar os chips quânticos para que o computador possa criar superposições. Sendo assim. Consegue envolver os qubits sem perder nenhuma das informações.

Computação Quântica

O computador quântico faz esses qubits a partir de qualquer material que exiba propriedades mecânicas quânticas que possam ser controladas. Os projetos de computação quântica criam os qubits de diferentes maneiras. Assim como fazer um loop de fio supercondutor, girar elétrons e capturar íons ou pulsos de fótons. Estes qubits só existem nas temperaturas abaixo de zero criadas no refrigerador de diluição.

A Linguagem de Programação de Computação Quântica

Os algoritmos quânticos fornecem a capacidade de analisar os dados e oferecer simulações com base nos dados. Esses algoritmos são escritos em uma linguagem de programação com foco quântico. Portanto, várias linguagens quânticas foram desenvolvidas por pesquisadores e empresas de tecnologia.

Estas são algumas das linguagens de programação da computação quântica:

QISKit: O Quantum Information Software Kit da IBM é uma biblioteca completa para escrever, simular e executar programas quânticos.

Q#: A linguagem de programação incluída no Microsoft Quantum Development Kit. O kit de desenvolvimento inclui um simulador quântico e bibliotecas de algoritmos.

Cirq: Uma linguagem quântica desenvolvida pelo Google que usa uma biblioteca python para escrever circuitos e executar esses circuitos em computadores quânticos e simuladores.

Forest: Um ambiente de desenvolvimento criado pela Rigetti Computing que é usado para escrever e executar programas quânticos.

Usos para a computação quântica

Computadores quânticos reais tornaram-se disponíveis apenas nos últimos anos, e apenas algumas grandes empresas de tecnologia têm um computador quântico. Algumas dessas empresas de tecnologia incluem Google, IBM, Intel e Microsoft. Esses líderes de tecnologia estão trabalhando com fabricantes, empresas de serviços financeiros e empresas de biotecnologia para resolver vários problemas.

Computador do futuro

A disponibilidade de serviços de computação quântica e o avanço no poder da computação oferecem aos pesquisadores e cientistas novas ferramentas para encontrar soluções para problemas que antes eram impossíveis de resolver. A computação quântica reduziu a quantidade de tempo e recursos necessários para analisar quantidades incríveis de dados, criar simulações sobre esses dados, desenvolver soluções e criar novas tecnologias para corrigir problemas.

Negócios e indústria usam a computação quântica para explorar novas formas de fazer negócios. Aqui estão alguns dos projetos de computação quântica que podem beneficiar os negócios e a sociedade:

A indústria aeroespacial está usando a computação quântica para investigar uma maneira melhor de gerenciar o tráfego aéreo.

Empresas financeiras e de investimento esperam usar a computação quântica para analisar o risco e o retorno de investimentos financeiros, otimizar estratégias de portfólio e liquidar transições financeiras.

Os fabricantes estão adotando a computação quântica para melhorar suas cadeias de suprimentos, criar eficiências em seus processos de fabricação e desenvolver novos produtos.

As empresas de biotecnologia estão explorando maneiras de acelerar a descoberta de novas drogas.

Encontre um computador quântico e experimente com computação quântica

Isso significa que você terá um computador quântico em breve? Alguns cientistas da computação estão pesquisando a possibilidade de simular a computação quântica em um computador de mesa.

Enquanto você espera pelo seu computador quântico, existem várias oportunidades para experimentar dispositivos quânticos e simuladores. Muitas das maiores empresas de tecnologia do mundo oferecem serviços quânticos. Esses serviços quânticos, quando combinados com computadores e sistemas de desktop, criam um ambiente em que o processamento quântico é usado junto com computadores de mesa para resolver problemas complexos.

Notícias de Computação Quântica no Futuro

O sonho é que os computadores quânticos nos darão a capacidade de resolver problemas que antes eram considerados muito grandes e complexos demais para serem resolvidos. Assim, a esperança é que essa tecnologia nos ajude a entender o meio ambiente e encontrar curas para doenças incuráveis.

Os computadores desktop não têm espaço para executar esses tipos de cálculos complexos e realizam essa quantidade incrível de análise de dados. A computação quântica leva a maior das grandes coleções gigantes de dados e a processa em uma fração do tempo de um computador de mesa. Os dados que levariam vários anos para processar um computador e analisar demoram apenas alguns dias para um computador quântico.

A computação quântica ainda está em sua infância, mas tem o potencial de resolver os problemas mundiais mais complexos à velocidade da luz. Ninguém adivinha o quanto a computação quântica crescerá e a disponibilidade de computadores quânticos.