Computadores Quânticos

A computação clássica (computadores atuais) é baseada na arquitetura de John Von Neumann (1046). Apesar da evolução que se verifica a cada dia, os computadores continuam executando os mesmos cálculos matemáticos desde o desenvolvimento dessa arquitetura, o que provoca uma limitação em relação à execução de cálculos mais complexos, como por exemplo a implementação de inteligência artificial ou a fatoração de números primos muito grandes. Nesse contexto, a computação quântica surge como o caminho para o desenvolvimento de tecnologias capazes de solucionar problemas que os computadores clássicos não são capazes de resolver ou levaria anos para tanto.

Um computador quântico utiliza propriedades da mecânica quântica para executar cálculos. A propriedade mais conhecida é a superposição. Nos computadores clássicos, as informações são representadas por bits, que possuem valores de 0 ou 1. Na computação quântica, a unidade de informação básica e o quantum bit (bit quântico), que possibilita o fenômeno da superposição, pois cada qubit (quantum bit) pode assumir os valores de 0 ou 1 e 0 e 1, ou seja, pode apresentar simultaneamente os valores 0 e 1. Esse fenômeno permite que um computador quântico tenha um maior poder de processamento, podendo realizar um milhão de cálculos simultaneamente, enquanto os computadores tradicionais realizam apenas 1 cálculo por vez. Em resumo: enquanto na computação clássica o processamento de dados é sequencial, na computação quântica o processamento é simultâneo.

Um qubit pode ser uma partícula como um elétron, e a alteração do estado dessa partícula pode ser feita com um pulso de energia, como a de um laser. Para exemplificar a superposição, consideremos que seja necessária 1 (uma) unidade de energia de laser para alterar o estado da partícula. Nesse caso, se for utilizada ½ unidade de energia ,a partícula entrará em superposição de estados, e o valor será 0 e 1, simultaneamente.

É possível eleger, portanto, como principal característica dos computadores quânticos a existência de bits quânticos. Além disso, vale destacar a presença de átomos em vez dos transístores.

Com relação aos dispositivos, os computadores quânticos manipulam as informações por meio de portas lógicas, muito parecidas com as clássicas, diferenciando-se apenas porque as portas lógicas dos computadores quânticos devem ser reversíveis. Toda estrutura interna do computador deve ser adequada à presença de átomos no lugar dos transístores.

O desenvolvimento de computadores quânticos ainda está no início, mas algumas empresas já produzem alguns modelos, inclusive para fins comerciais, como o D. WAVE ONE, que possui um processador de 128 qubits e foi o primeiro computador quântico com a finalidade comercial.

A evolução da computação quântica promoverá uma revolução em todas as áreas do conhecimento, pois será possível o desenvolvimento de uma inteligência artificial que supera a nossa em milhões de vezes. Toda a nossa ciência seria aperfeiçoada  com a alta capacidade de processamento de dados dessa nova arquitetura de computadores.



Referências:
https://youtu.be/ENL5mpjDmZc
https://pt.wikipedia.org/wiki/Computador_qu%C3%A2ntico
https://www.tecmundo.com.br/computacao-quantica/41086-computador-quantico-quanto-custa-e-o-que-voce-pode-fazer-com-ele-.htm
https://www.youtube.com/watch?v=eup5sjSNVDE