Computação Quântica: Mais um passo concreto rumo ao futuro

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A próxima revolução da computação provavelmente deverá passar pela física quântica. Antes de mais nada cabe um pequena diferenciação da representação binária do processamento de informação quântico com o clássico (a computação como a conhecemos hoje), que é o cerne dessa revolução.

Na computação clássica temos o bit como menor unidade de representação da informação, que pode assumir dois estados: ligado (1) ou desligado (0). Essa mudança de estados ocorre por conta da presença de corrente elétrica (ou ausência) no transistor, que é um elemento de circuito elétrico.

Já na computação quântica a menor uniidade de informação recebe o nome de q-bit (bit quântico), que ao contrário do bit na computação clássica, pode assumir ambos os estados simultaneamente (0 e 1!), conceito formalmente conhecido como “superposição de estados”.

Essa superposição é que confere o paralelismo real de processamento, e um resultado espetacular em termos de ganho de processamento.

Uma das áreas que já esta sendo beneficiada comercialmente com o avanço da física quântica é a da criptografia. Cientistas afirmam que quanto o primeiro computador quântico for ligado (com quantidade de q-bits suficientes), os sistemas de segurança do mundo todo ficarão automaticamente obsoletos.

Para se ter uma idéia, um algoritmo quântico descoberto por Peter Shor em 1994 é capaz de realizar a dura tarefa de quebra de chaves criptográficas em tempos absurdamente baixos. Para isso, o algoritmo fatora números inteiros (princípio do algoritmo de criptografia RSA, o mais comum em sistemas do tipo) em tempo polinomial, veja a comparação na tabela abaixo:

criptografia_quantica

Um sistema de criptografia quântica (um protocolo) é dito inviolável, uma vez que qualquer tentativa de um hacker invadir uma rede seria percebida. Teoricamente seria o fim dos hackers!

Porém, segundo o IG, um computador com a quantidade de q-bits suficiente para tal proeza ainda está longe da realidade. A boa notícia é que um consórcio de pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST, sigla em inglês), em Boulder, Colorado (EUA), exibiu o primeiro computador quântico universal programável do mundo. A máquina precisa evoluir muito na visão dos cientistas pois é capaz de realizar apenas algumas operações simples.

Como já bem dito na mídia especializada, a teoria quântica já está bem solidificada, o problema continua ainda na limitação tecnológica, que uma hora ou outra será transposta.

Se você se interessa pelo assunto, e entenda por “se interessar”, gostar bastante de matemática, física, química e computação, essa é uma área que tem recebido atenção considerável dos governos em todo o mundo, que estão liberando cada vez mais verbas visando colaborar com esse significativo avanço científico.

No Brasil, temos o exemplo do Laboratório de Manipulação Coerente de Átomos e Luz (LMCAL) do Instituto de Física (IF) da USP, onde cientistas brasileiros conseguiram produzir e observar um emaranhamento quântico entre três feixes brilhantes de luz. O emaranhamento quântico é propriedade fundamental da teoria quântica.

O assunto é complexo, temos que confessar. Por isso vai aqui um vídeo do Youtube para você começar a se familiarizar com esse conceito cada vez mais real e que vai revolucionar para sempre a computação e sua utilidade para a humanidade:

[youtube:http://www.youtube.com/watch?v=vKXKcKtUWGs]

E você? como vê o futuro da computação sob essa perspectiva? Está se preparando para esse novo desafio?

Veja mais detalhes do computador quântico no artigo do IG.

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