Imagine que você precisa encontrar um arquivo que está armazenado em uma pasta de seu computador uma atividade comum né para isso você utiliza o mecanismo de busca do seu gerenciador de arquivos mas ainda que isso Facilite o seu trabalho a tarefa pode demorar um tempo para ser executada especialmente se o seu principal dispositivo de armazenamento for um disco rígido um HD e não um SSD isso acontece porque os computadores convencionais baseados em bits de informação precisam vasculhar todos os arquivos um de cada vez até encontrar o que você precisa é assim que ele computa os
dados e executa suas tarefas isso por si só já é impressionante né é só olhar ao seu redor e visualizar tudo que já é possível fazer com base nesse tipo de tecnologia Mas e se eu te disser que estamos prestes a desenvolver um equipamento que seria capaz de encontrar esse mesmo arquivo de forma instantânea antes mesmo que você terminasse de digitar o conteúdo da sua pesquisa falando assim não parece algo tão revolucionário né mas este é apenas um exemplo prático rotineiro do que os computadores quânticos serão capazes de fazer a computação quântica assim como a
inteligência artificial é uma das maiores promessas para o futuro da tecnologia o avanço que essa ferramenta irá promover é tão significativo tão grandioso que muitas instituições incluindo estruturas governamentais ficaram preocup e afirmaram que a humanidade ainda não está pronta para lidar com esse tipo de recurso essas ressalvas levaram a paralisação de algumas iniciativas que já estavam obtendo resultados bastante promissores incluindo pesquisas comandadas pela NASA já que insistir nessa exploração poderia provocar problemas graves na segurança digital do mundo todo vamos entender melhor o que tá acontecendo a primeira coisa que assustou os especialistas foi fo um
impacto que os computadores quânticos irão provocar na taxa de conhecimento produzido pela humanidade os cálculos atuais mostram que esse crescimento produz uma curva exponencial Isto é a cada dia produzimos mais e em menos tempo o que significa que a evolução está sendo feita de forma acelerada para se ter ideia até o ano de 1900 nosso conhecimento dobrava a cada 100 anos de lá até o meio do século passado depois do da segunda guerra mundial esse intervalo diminuiu para 25 anos impressionante né então você vai se surpreender muito mais a partir daqui esses mesmos cálculos dão
conta de que o conhecimento produzido por nós desde então até os últimos dias dobra aproximadamente a cada 12 meses é isso mesmo que você ouviu É por isso que todos os anos novos aparelhos são lançados novas descobertas são feitas no espaço São criados novos tratamentos médicos e Enfim tudo evolui radicalmente e em pouquíssimo tempo para nós esse movimento parece natural pois estamos profundamente inseridos nesta realidade mas definitivamente é algo impressionante hoje em dia um adolescente que está terminando o ensino fundamental sabe mais do que um imperador do auge do Império Romano isso se ele não
tiver colado nas provas né e é aqui que entra a parte assustadora da história um poder computacional de um computador quântico aliado a outras ferramentas Poderosas como a inteligência artificial podem fazer com que nosso conhecimento dobre aproximadamente a cada 12 horas todo o conhecimento produzido e acumulado pela humanidade ao longo dos séculos irá dobrar em um período menor do que um dia você consegue conceber isso sendo sincero eu tenho minhas dificuldades tá Esse é um dos motivos pelos quais várias autoridades ao redor do mundo estão expressando suas preocupações chegando até mesmo a pausar o desenvolvimento
desta tecnologia para que alguns parâmetros fossem estabelecidos a fim de quear esse processo de forma segura querendo ou não nós estamos lidando com questões que não tem precedentes por isso todo cuidado é pouco sobretudo para que algo deste tipo Não caia nas mãos erradas mas qual o mecanismo que está por trás dos computadores quânticos que fazem eles serem tão poderosos e revolucionários Vamos tentar entender isso de forma simplificada Tudo começa na física mas Especialmente na teoria da física quântica calma fica calmo tá que não vamos fazer fórmulas e cálculos mirabolantes por aqui esse não é
o objetivo Nós só precisamos introduzir alguns conceitos que são necessários para compreender o funcionamento dessas máquinas Ok a física quântica ou a mecânica quântica como também é conhecida nada mais é do que o estudo de pequenas partículas e suas interações e quando falamos de pequenas partículas queremos dizer que elas são pequenas mesmo menores que um átomo na verdade a teoria surgiu justamente quando um físico alemão chamado Max plk estava tentando provar que os átomos não existiam plk estava incomodado com algumas contradições que existiam entre as noções da física clássica oriundas principalmente dos conceitos desenvolvidos por
Isaac Newton e as observações que ele fazia do universo subatômico os conceitos que já haviam sido estabelecidos e comprovados por diversos experimentos simplesmente não funcionavam quando eram transferidos para a dimensão microscópica das partículas estava claro que alguma coisa estava errada mas ainda era preciso descobrir o que estava errado a primeira hipótese que ele levantou foi a de que o conceito de átomo estava errado Talvez esse elemento primordial que compõe todas as coisas não era real e isso poderia explicar as inconsistências mas não era bem isso os átomos de fato existem Mas a forma como eles
interagem entre si é totalmente diferente do que era esperado ao contrário do que se imaginava a energia ou calor a radiação não era transmitida de forma contínua entre os átomos mas em pequenos pacotes pré-estabelecidos PL nomeou esses pacotes de Quantum ou quanta no plural que é a palavra em latim para o termo quantidade essa conclusão deu origem à mecânica quântica Ou seja a disciplina dedicada ao estudo da transferência de informação entre partículas falando assim Pode até parecer que essa descoberta não foi lá grande coisa né Mas acredite ela foi revolucionária e mudou Praticamente tudo que
havia sido postulado até então um exemplo prático uma das pessoas mais notórias que foi influenciada por essa constatação foi ninguém mais ninguém menos que Albert Einstein no começo do século XX Einstein também estava tentando entender o motivo pelo qual as teorias clássicas não se encaixavam nas observações e nos experimentos realizados no campo das partículas nesse sentido havia uma coisa que Lhe chamava mais a atenção a natureza da Luz Isto é a matéria da qual a luz era feita até então tudo corroborava para que a luz fosse uma onda e de fato ela se comporta dessa
maneira Mas Einstein sabia que havia algo a mais em 1905 Ele publicou um artigo que mais tarde pode ser verificado e corroborou com a teoria criada por plk a luz realmente se comporta como uma onda mas ela também se propaga por partículas pequenos pacotes de energia predeterminados que foram chamados de fótons essa era a única coisa que faltava um experimento prático que pudesse comprovar aquilo que foi previsto nas teorias a mecânica quântica é real M estava certa a partir daí vários físicos passaram a pesquisar os fenômenos quânticos e suas diversas implicações nessa perspectiva uma das
contribuições mais importantes foi realizada pelo alemão Werner Heisenberg Em 1927 Ele publicou um postulado que ficou conhecido como princípio da incerteza que mais tarde se tornou um dos pilares da mecânica quântica o ápice que a diferenciou de uma vez por todas dos parâmetros da física clássica de acordo com os princípios neuton ianos que medem os grandes fenômenos se você tiver a posição exata de um objeto e saber a sua velocidade é fácil calcular o seu percurso basta aplicar uma fórmula e será possível fazer uma previsão segura Mas isso não se aplica ao mundo subatômico Heisenberg
percebeu que ao medir a posição de uma partícula perde-se completamente a noção da quantidade de movimento e isso também acontece quando invertemos os parâmetros na verdade a própria medição e observação já influenciava os números assim nunca seria possível medir com exatidão todos os dados de um sistema quântico por isso eles são incertos determinados por probabilidade e não com exatidão é desse princípio que deriva o famoso experimento mental do gato de schloder que inaugura o conceito de superposição quântica em resumo só é possível determinar o estado de uma partícula quando realmente fizermos uma observação até lá
ela estará coexistindo em todos os estados possíveis ao mesmo tempo até que alguém olhe para ela e faça uma medição ervin schrodinger foi um dos físicos responsáveis por esse conceito e o experimento mental do gato foi elaborado para ilustrá-lo a suposição é de que um gato colocada em uma caixa com um elemento radioativo que tivesse a probabilidade de decair e ferir animal no entanto até que a caixa seja aberta para a mecânica quântica o gato está vivo e morto ao mesmo tempo pois o elemento pode ou não se tornar radioativo o que realmente irá definir
isso é a nossa observação até lá ele se mantém em um estado de superposição Ou seja é um e outro ao mesmo tempo com isso nós podemos perceber que a física quântica realmente desafia os conceitos que estamos acostumados por isso ela não parece ser tão tão fácil assim no mundo real as coisas são ou não são não é possível ser e não ser ao mesmo tempo mas agora que entendemos isso vamos aplicar esses conceitos na computação um computador clássico como conhecemos processa informações e instruções através de um código binário algo que provavelmente você já deve
ter ouvido falar né mas você sabe o que isso significa de fato essas pequenas unidades de informação representam a passagem ou interrupção da corrente elétrica por um a peça chamada transistor em um processador de um Smartphone ou computador há bilhões deles que juntos formam as portas lógicas quanto mais portas um aparelho possui mais processos ele poderá fazer mais informações ele poderá computar ou seja melhor será seu desempenho tudo que nós conseguimos fazer hoje através da internet dos computadores videogames televisores enfim passa por essas pequenas peças impressas em chips de silício e traduzidas em dígitos binários
daí o nome digital Então se um transistor permite que a corrente elétrica passe por aquele local temos um sinal positivo representado pelo número um caso a porta permaneça fechada E impeça a passagem de corrente o número se torna zero com o acúmulo dessas instruções aparentemente simples nós conseguimos fazer tudo que fazemos hoje em dia inclusive esse vídeo que você tá assistindo cada um unidade mínima de informação produzida pela computação clássica ou seja cada zero e um dá-se o nome de bit como você já deve ter imaginado as nomenclaturas que usamos para definir a capacidade de
processamento ou de armazenamento dos componentes atuais são derivadas dessa unidade 1 byte por exemplo são 8 bits 1 KB são 1024 by 1 MB representa 1024 KB 1 GB são 1.24 m 1 ta são 1.24 GB e assim por diante Isso significa que pelo menos em teoria uma internet que possui velocidade de 300 m por segundo consegue transmitir 2. 400.000 bits a cada segundo de conexão um HD ou SSD que possui 1 TB de capacidade consegue armazenar cerca de 2 qu ilhões 400 trilhões de bits é provavelmente um número maior que as estrelas na Via
Lacta e pode estar contido na palma da sua mão na memória de um smartphone dá para ter noção de porque a capacidade de produzir e armazenar conhecimento cresce tão rapidamente hoje em dia n mas não para por aí não a grande revolução dos computadores quânticos está justamente nessa unidade básica de informação que acabamos de conhecer os bits como vimos nos computadores clássicos Eles seguem um padrão binário Isto é eles podem ser um ou outro zero ou um mas a mecânica quântica é muito mais complexa do que isso lembra do princípio de incerteza que produz a
superposição quântica ele é o principal responsável pela guinada que estamos vivendo neste Campo nos computadores quânticos os bits passam assim cubits nome que foi dado para representar a propriedade quântica dos pequenos pacotes de energia que vimos anteriormente mas o que é realmente inovador dessa tecnologia é que além de representar Z e uns em uma linha de código computacional eles podem representar ao mesmo tempo zero e um justamente por conta do princípio de superposição da quântica a evolução que isso representa é sem precedentes se Já conseguimos fazer tanto através da lógica binária que é limitada pelo
fato da informação ser uma coisa ou outra na computação quântica poderemos aumentar nossa capacidade de processamento em níveis nunca antes para começo de conversa será possível armazenar muito mais informação do que os transistores de um computador clássico são capazes mas para além disso a superposição dos cubits permitirá a realização de cálculos simultâneos sua lógica de funcionamento Abarca operações matemáticas muito mais complexas Isso significa que um modelo que levaria bilhões de anos para ser rodado por um código binário tradicional poderia ser resolvida em poucas horas através de um computador quântico lembra do exemplo que citamos lá
no início Pois então e não é só a superposição que será responsável pelo aumento do nível de processamento há outro conceito fundamental também derivado da física que se aplica nessa nova etapa da Computação o entrelaçamento quântico os cubits Assim como as partículas subatômicas podem estar em um estado de entrelaçamento o que faz com que elas Inter entre si mesmo estando distantes no espaço Isso significa que um cubit pode assumir uma posição aqui no Brasil e instantaneamente influenciar outro cubit que esteja lá no Japão é difícil até mesmo conceber esse tipo de relação né mas essa
é a beleza da mecânica quântica e não há nenhum princípio físico sendo ferido aqui até porque não é a energia ou a massa que estão sendo transmitidas e sim a informação então além de assumir mais posições do que a lógica binária tradicional por por conta da superposição os computadores quânticos podem formar grandes emaranhados aumentando ainda mais a capacidade de processar dados agora que já entendemos a capacidade desses novos computadores O que podemos esperar na prática como vimos esse novo nível de processamento será capaz de alavancar nossa evolução de uma maneira nunca antes Vista será possível
desenvolver novos modelos que investigam os mistérios do universo da Medicina engenharia do clima enfim áreas que possuem inúmeras variáveis e são extremamente complicadas para serem investigadas se tornarão muito mais simples se assim podemos dizer mas não podemos nos animar demais não afinal de contas não podemos esquecer que estamos lidando com humanos e nós sabemos que nem sempre somos tão confiáveis ou evoluídos como pensamos foi por isso que essa tecnologia ou a promessa dela acabou acendendo um alerta em diversos governos e instituições justamente por conta dos perigos que ela pode gerar por exemplo um computador quântico
poderia quebrar criptografia de sites e aplicativos em questão de segundos esse tipo de código de segurança é usado para proteger dados sensíveis como informações pessoais ou bancárias mas por seguir a lógica binária não seria páo para os computadores quânticos Além disso toda a economia poderia ser afetada e até destruída caso um computador assim fosse utilizado para minerar criptomoedas ou fazer a ataques a grandes sistemas financeiros por conta disso várias iniciativas incluindo pesquisas conduzidas pela NASA foram pausadas até que nós fôssemos capazes de Nos preparar para um avanço desse jeito na época as ameaças que poderiam
ser geradas superavam os benefícios que iríamos alcançar então não valia a pena arriscar porém os projetos não foram desligados completamente é necessário um ambiente muito específico para construir em funcionar um hardware quântico Já que as temperaturas precisam estar próximas ao zero absoluto cerca de menos 273 GC interromper e depois ligar uma estrutura como essa seria extremamente Caro Por isso os computadores foram desativados mas não completamente e ainda existe outra preocupação Que Tem tirado o sono dos governantes e cientistas a fusão dos computadores quânticos com as novas tecnologias de inteligência artificial e grandes nomes desta área
como magnata Elon musk dizem temer essa possibilidade mais do que as bombas nucleares que nos ameaçam há décadas com a eminência de uma nova Guerra Mundial muito precisará ser repensado para que possamos assumir o novo tipo de inovação que essa tecnologia irá nos trazer atualmente os projetos retomaram e Existem várias iniciativas ao redor do mundo que estão cada vez mais próximas de um computador quântico factível como a IBM o Google a NASA além de empresas chinesas canadenses entre outras só podemos esperar que até lá os governos do mundo todo consigam estabelecer os acordos de segurança
necessários para nos proteger de nós mesmos que essa nova etapa chegue para nos levar além E possamos usá-la com sabedoria até o próximo