A computação quântica parecia ser um sonho
distante até pouco tempo atrás, mas hoje está cada vez mais presente em nossa
realidade. Maior prova disso é o D-Wave One, o primeiro computador funcional
baseado nos fenômenos quânticos, lançado no primeiro semestre de 2011.
Mesmo que o primeiro passo já tenha sido dado, o caminho até
que as maravilhas das “possibilidades infinitas” da computação quântica cheguem
às nossas casas ainda é longo, considerando que o D-Wave One custa mais de U$
10 milhões e só é capaz de executar um número limitado de tarefas.
Computação
quântica: o que é?
Antes que você possa
entender o propósito dos componentes do D-Wave One, é necessário entrar um
pouco mais afundo no misterioso mundo da física quântica.
Nele, mostramos que no
âmago desta ciência está o estranho fenômeno de que, em certas circunstâncias
especiais, o comportamento dos elétrons em movimento pode mudar dependendo da
presença ou ausência de um “agente observador”. Parece loucura, mas o fenômeno
já foi comprovado e é apenas por causa dele que a computação quântica é
possível.
Esse princípio de estados simultâneos
também é chamado de superposição. Para tomar proveito desse fenômeno, o
computador quântico usa os chamadosqubits, a
versão quântica dos bits convencionais. A diferença é que, em vez de assumir
apenas dois estados possíveis em um determinado momento — 0 ou 1, os qubits
podem conter zeros, uns, ou qualquer combinação dos dois. Ao mesmo tempo.
Processando em qubits
O D-Wave One está equipado com 128 destes
qubits que podem ser programados para resolver algoritmos simples. O objetivo
deste aparato é, dentro de apenas um único ciclo elétrico, calcular todas as
possiblidades de resultados e “mostrar” apenas o correto.
Para exemplificar essa “maluquice”, imagine que você tenha
quatro números de telefone diferentes em mãos e que um deles é o de um amigo,
mas você não sabe qual. Para descobrir o correto, você precisaria usar o método
de tentativa ou erro umas duas ou três vezes até descobrir certo, discando os
números um de cada vez.
Já um computador quântico é capaz de usar o princípio da
superposição dos valores nos qubits e, ativando um dispositivo que produz o
efeito de simular (ou não) um agente observador, fazer com que todas as
possibilidades se manifestem simultaneamente, como se estivessem todas
acontecendo dentro do mesmo espaço e tempo. Depois, basta escolher o número que
trouxe o resultado esperado, ou seja, a confirmação do seu amigo do outro lado
da linha.
A parte mais
importante do CPU quântico são os qubits, que precisam se comportar como
supercondutores para que o fenômeno da superposição aconteça. Até agora, a
única forma viável que os engenheiros encontraram para alcançar isso foi construindo
os qubits usando um metal raro chamado nióbio e baixando a temperatura do
aparato até -272.98 graus Célsius, próximo ao zero absoluto.
Próximos dos qubits
estão os circuitos dos chamados “couplers” (ou “combinadores”). Seu objetivo é
interconectar os qubits e forçar a combinação daqueles que estão com dois
valores iguais (0-0, 1-1) ou valores opostos (1-0, 0-1), dependendo do
propósito para o qual o processador está programado.Por último, temos as
memórias magnéticas programáveis, ou “PMM”. Esses circuitos ficam nos arredores
dos qubits e couplers e agem como endereçadores. A PMM também atua como uma
interface de programação que permite manipular o estado dos qubits.
Um dos primeiros compradores do
computador quântico da D-Wave é a gigante Lockheed Martin, uma das principais
fabricantes de armas nos Estados Unidos. Lá, a máquina auxilia no cálculo de
operações que iriam requerer um grande número de tentativas e permutações,
agilizando muito os resultados. Ainda assim, o D-Wave One só pode executar operações
muito específicas e limitadas, longe de ser capaz de substituir um computador
convencional. Por isso, é provável que ainda leve alguns anos, talvez décadas,
até que você possa ter o poder da computação quântica em sua casa.
Fonte: TECMUNDO