Computador quântico: como funciona a tecnologia que promete revolucionar a vida na Terra

do fax ao telefone celular da internet de escada até a inteligência artificial o Fantástico sempre esteve atento aos avanços tecnológicos que transformam o mundo e 2025 foi declarado pela ONU o ano internacional da ciência e tecnologia quântica quando você vê uma notícia sobre computadores quânticos como esse aqui consegue ter uma ideia do que eles são ou serão capazes de fazer é uma luta contra o tempo ninguém quer uma pizza com queijo borrachudo nem todo herói usa capa de moto o Rafael é o mais rápido entregador das noites de domingo que eu costumo não usar o

GPS a gente geralmente não usa que a gente conhece bastante rua não é à toa que muita gente não confia no GPS calcular a rota mais curta quando você tem mais de um destino por exemplo para entregar várias pizzas não é fácil e complica a medida que aumentam as paradas mais famílias esperando a pizza quentinha hoje um computador processa até 1000 rotas por segundo mas uma hora a conta fica impossível imagina que o entregador consiga sair com 22 pizzas para levar a diferentes endereços são mais de um cestilhão de trajetos possíveis sim a gente pediu

para um matemático checar o computador demoraria mais de 1 milhão de anos para calcular o caminho mais rápido é um problema clássico da matemática o problema do caixeiro viajante usado para testar quão rápidos são os computadores a novidade é que esse mesmo problema foi resolvido em segundos por uma máquina parecida com essa aqui esse é o computador quântico a fronteira da tecnologia atual promete resolver problemas que achávamos insolucionáveis e desvendar mistérios que ainda nem sabemos formular muito além do melhor caminho para entregar uma pizza da cura do câncer a salvar o mundo das mudanças climáticas

essa reportagem pretende mostrar que ele não é um monstro misterioso os computadores quânticos vão resolver problemas hoje impossíveis é um tipo de processamento inteiramente diferente que parece mágico mas é muito importante entendermos que é ciência mas para isso a gente precisa começar do [Música] começo muita gente tinha medo das aulas de física mas não é difícil entender o básico do que a gente aprendeu por lá por exemplo um corpo em movimento segue a tendência de se manter em movimento caso algo interrompa esse trajeto essa é a inércia ou então se você tá sentado embaixo de

uma árvore sabe que pode receber uma visita inesperada pelo menos não era uma jaca mas você sabe que existe uma força da gravidade que puxa tudo para baixo todas essas leis fazem parte do que a gente chama de física clássica só que num determinado momento começaram a achar que isso não era o suficiente e começaram a analisar os bloquinhos que formam todas essas coisas grandes das bicicletas aos nossos corpos porque se você entrar no corpo humano vai ver que os tecidos são formados por células que são formadas por átomos isso aqui é um átomo na

verdade uma representação animada de um átomo porque ele é tão pequeno mas tão pequeno que a melhor foto que já foi tirada dele foi essa aqui a grande maioria dos átomos tem esse núcleo formado por prótons e nêutrons mas a parte mais divertida claro são essas bolinhas os elétrons que ficam girando e podem se juntar a outros átomos para formar moléculas por exemplo esse átomo é de oxigênio ele pode se juntar a mais dois átomos de hidrogênio e formar H2O que é a água isso a ciência já sabe como funciona mas tem comportamentos dos elétrons

que são muito doidos o primeiro deles é o seguinte: quando tem alguém olhando eles se comportam de um jeito mas é no apagar das luzes quando não tem ninguém observando que eles começam a se comportar de forma completamente diferente é isso mesmo se tem alguém olhando eles são de um jeito se não tem ninguém olhando eles são de outro como um outro comportamento estranho é o seguinte eles gostam de formar pares então um elétron que tá aqui na Terra pode ter um correspondente fazendo a mesma coisa em Marte só que se um tá aqui girando

para um lado o outro lá em Marte tá girando pro outro uma outra loucura é que o mesmo elétron pode estar em dois lugares ao mesmo tempo isso tudo parece difícil de entender e é a humanidade sabe muito pouco sobre esse mundo invisível que tá bem embaixo dos nossos olhos essa é a física quântica o computador que nós usamos hoje em casa ele usa um processador clássico e os princípios de funcionamento desse processador básico são relacionados à física clássica agora a evolução disso nós viemos conhecer na sede da IBM em Nova York esse é o

computador quântico isso aqui é a tecnologia mais complexa que o ser humano já viu são cabos super finos e placas de ouro que servem para compartimentar os espaços a gente tenderia a pensar que isso aqui é o computador quântico mas na verdade é só uma grande geladeira talvez a mais cara e complexa que o ser humano já fez porque o verdadeiro computador é só isso aqui esse quadradinho aqui há um universo microscópico que é capaz de mudar o mundo a Olívia é pesquisadora aqui na IBM ela explica que a temperatura onde fica o chipe é

de 273º negativos mais frio do que no espaço sideral em temperaturas muito baixas a gente consegue fazer com que os elétrons se emaranhem e fiquem bem juntinhos é o princípio da física quântica sobre o qual a gente estava falando eles gostam de formar pares esses pares pulam de um lado pro outro do circuito e isso representa um kebit é essa energia que a gente mede para fazer os cálculos uma forma de visualizar é a seguinte: chip comum funciona com bits e só tem duas opções como uma moedinha se a eletricidade passa é um se a

eletricidade não passa é zero e aí você gira 1 milhão de moedinhas e tem um retrato com um determinado número de caras e um determinado número de coroas agora no chip quântico é como se todas essas moedas estivessem girando e você tira uma foto elas podem estar não de um lado ou de outro mas em algum lugar no meio são cubs e você tá vendo que algumas estão mais pro lado da cara outras mais pro lado da coroa o código aqui não é binário um e zero aceita probabilidades e olha agora um exemplo ótimo para

enxergar o potencial dessa diferença você quer achar a saída do labirinto e quer garantir que o caminho que você fez é o melhor possível o que que o computador clássico vai fazer ele tem que sair caminhando você vai indo até que ele cai num beco sem fim e vai tentando até uma hora que ele acha a saída agora já na computação quântica seria algo como você joga um monte de bolinha algumas vão chegar na saída e a que chegou mais rápido você já sabe que aquele provavelmente foi o melhor caminho esse é o chip Willow

da gigante de tecnologia Google comandada pela Karina Chau ele foi o responsável pelas notícias mais promissoras até agora sobre computação quântica o nosso chip quântico fez em 5 minutos uma conta que um supercutador atual demoraria 107hões de anos para fazer isso é mais de 2 bilhões de vezes a idade do planeta Terra ou seja isso quer dizer que a conta antes era impossível de ser feita como a da entrega de pizzas só que para ele funcionar usando aqueles princípios da física quântica tem que estar super gelado totalmente escuro sem ruídos os elétrons são como divas

não gostam nem de ser olhados quando não estão no palco a Microsoft é outra gigante nessa corrida tecnológica o chip dele se chama Majorana além do resfriamento ele tem dois ímãs super potentes para criar um campo magnético que ajuda a evitar erros esse é o nosso processador quântico com o campo magnético nós criamos um novo estado da matéria o objetivo é sermos capazes de controlá-lo se você olhar aqui tem um quadradinho preto no meio e aquilo ali é o processador quântico o Instituto Politécnico Hzler é a primeira universidade dos Estados Unidos a receber um computador

quântico e já tem alunos usando a máquina para fazer cálculos a pesquisa aqui é para combater o medo mais imediato causado por tanto poder a maior preocupação das pessoas é que quase tudo que fazemos na internet coisas pessoais como mensagens são criptografadas você já recebeu uma mensagem dizendo: "Essa conversa é criptografada" quer dizer que até chegar na gente as mensagens são totalmente embaralhadas se alguém consegue interceptar a mensagem só vai ver um monte de coisa misturada não vai conseguir ler toda a economia digital é baseada em criptografia além de segredos de governo e todos os

tipos de informações pessoais que você não quer que sejam descriptografadas descriptografar qualquer coisa é possível mas um computador quântico pode vir a fazer em segundos o que os atuais demorariam milênios eu tenho um grupo de alunos que está estudando um algoritmo que rodado no computador quântico desfaz a criptografia eu digo que ele tá fazendo papel de vilão da história o que ensino meus alunos desde cedo é que para entender seu adversário você tem que pensar como ele e o adversário dos Estados Unidos hoje todo mundo sabe quem é várias universidades aqui na China como essa

aqui em Shenzen estão fazendo pesquisas para desenvolver a tecnologia e cientistas chineses anunciaram no ano passado terem conseguido descriptografar documentos de inteligência militar usando o computador quântico quem tiver essa tecnologia primeiro vai poder ter acesso a segredos de estado e até controlar a economia do mundo todo mas os cientistas que trabalham para fazer o computador quântico funcionar tão interessados na verdade no potencial [Música] dele meu marido foi diagnosticado com câncer 21 anos atrás a quimioterapia não funcionava ele se curou e hoje é pesquisador há muitas outras doenças que não podem ser curadas hoje e é

fundamentalmente porque não entendemos o que se passa dentro das células o computador por ser de natureza quântica das coisas muito pequenas seria capaz de entender o que acontece em nível molecular não só entender a reprodução descontrolada de células de câncer mas inclusive o câncer específico de cada paciente e criar tratamentos individuais mas há milhares de outras doenças sem cura muitas delas no Brasil as doenças infecciosas ainda são um problema enorme no país trabalhar com novas moléculas que são possibilidades terapêuticas é uma das características de computação quântica usando o mesmo princípio ele pode ajudar a inventar

novos materiais industriais a partir da combinação de átomos em novas moléculas um exemplo bom é o grafeno se você olhar no microscópio tem as moléculas como um favo de mel elas foram construídas em laboratório para ficar desse jeito e por isso o material é mais resistente do que o aço mais transparente os cientistas que inventaram ganharam o Nobel da Física por causa disso no processo de desenvolvimento de produtos a gente leva para esse e eh para esse cenário e eh quântico para esse cenário virtual e e isso diminui muito o tempo de desenvolvimento e de

produção e outra das grandes promessas do computador é salvar a nossa pele hoje é muito difícil estudar as mudanças climáticas porque a gente tá olhando para muitos sistemas climáticos ao mesmo tempo todo planeta está conectado prever clima depende de muitas variáveis se você faz uma mudança pequena em um dos parâmetros eh você pode ocasionar uma mudança muito grande no fenômeno em si no acontecimento né a computação quântica ela aparece como uma solução natural para se resolver essa questão imagina conseguir capturar carbono da atmosfera ou fixar nitrogênio na Terra e se nós desenharmos com esse novo

computador um material que resolva um problema crítico no fim do jogo a ideia é que o computador quântico possa nos ensinar sobre esse mundo que ainda conhecemos tão pouco das moléculas invisíveis que formam os seres humanos e toda a natureza ao nosso redor que compõe todos os objetos que criamos é como se a humanidade estivesse assistindo à invenção de um oráculo misterioso em seu interior mas que não se baseia na vontade dos deuses e sim da ciência que abre uma janela de esperança de resolver problemas que nos tiram o sono quando tudo que a gente

quer comer nosso pedaço de pizza oh [Música]