Criar medicamentos revolucionários, testar novos materiais para automóveis e simular como os cenários de mercado podem afetar os bancos — essas são apenas algumas das tarefas que podem levar meses ou anos para serem desenvolvidas, mesmo com os computadores mais avançados.
Mas e se esse prazo pudesse ser reduzido para minutos ou horas?
Essa é a promessa por trás da computação quântica, um campo que vem sendo estudado há décadas e tem atraído cada vez mais interesse — e investimentos — de gigantes da tecnologia e startups.
Na quarta-feira, a IBM revelou o seu novo processador experimental Loon e o chip de computação quântica Nighthawk, que pode realizar cálculos mais complexos do que o seu antecessor. Nos últimos dois anos, houve anúncios relacionados com a computação quântica por parte da Google, da Microsoft e de outras empresas de tecnologia.
A computação quântica pode potencialmente levar a um aumento de 1,3 biliões de dólares em valor em certos setores até 2035, de acordo com a McKinsey & Company, e por um bom motivo. Especialistas acreditam que a computação quântica pode levar a avanços em áreas como criptografia, finanças, ciência e transporte, e a IBM afirma que a tecnologia pode resolver em minutos ou horas alguns problemas que normalmente levariam milhares de anos para serem resolvidos por computadores padrão não quânticos.
Mas ainda há um longo caminho pela frente. Dominar a computação quântica não é uma questão de atualizar os computadores existentes. É uma abordagem totalmente diferente da computação, que se baseia nos princípios da física quântica.
“Um caça a jato não é um Ferrari mais rápido por ter asas”, disse Sridhar Tayur, professor da Tepper School of Business da Carnegie Mellon University. “A computação quântica não é apenas um computador clássico mais rápido, porque funciona com um princípio diferente.”
O que torna os computadores quânticos diferentes?
Os computadores armazenam e processam informações usando uma linguagem composta por zeros e uns, também conhecidos como “bits”. Mas a computação quântica usa “bits quânticos”, também conhecidos como “qubits”. Em vez de serem zero ou um, os qubits podem se comportar como zero ou um simultaneamente e existir em estados entre zero e um, permitindo que processem informações muito mais rapidamente.
Imagine isso como uma moeda a ser lançada, como explicou Anna Stewart, da CNN. Os bits são a moeda quando ela cai em cara ou coroa, enquanto os qubits são a moeda enquanto ela gira entre cara e coroa, ou se a moeda pudesse representar cara e coroa ao mesmo tempo.
Mas não espere que os computadores quânticos substituam o seu portátil ou smartphone. Em vez disso, esses tipos de computadores são ideais para resolver problemas gerais envolvendo química e matemática, tornando-os potencialmente revolucionários em áreas como saúde, estudos ambientais, finanças, ciência dos materiais e criptografia.
A BMW e a Airbus, por exemplo, estão a trabalhar com a startup de computação quântica Quantinuum para investigar como a tecnologia poderia ser usada no desenvolvimento de células de combustível. Enquanto isso, a Accenture Labs, a empresa de biotecnologia Biogen e a empresa de computação quântica 1QBit estão a colaborar em investigações relacionadas com a descoberta de medicamentos. Os computadores quânticos podem comparar moléculas muito maiores do que as que os computadores clássicos podem calcular, disse a Accenture no seu site.
“A grande esperança é que um computador quântico possa simular qualquer tipo de experiência química ou biológica que se faria em laboratório”, disse Anand Natarajan, professor associado de engenharia elétrica e ciências da computação no MIT.
A computação quântica pode ser extremamente influente quando se trata de criptografia e cibersegurança, uma vez que pode ser usada para quebrar códigos usados para proteger dados, disse Natarajan.
“Então, essa também é uma grande motivação, garantir que os nossos adversários não possam fazer isso e que nós tenhamos essa capacidade”, disse.
O Wall Street Journal noticiou em outubro que algumas empresas de computação quântica estavam a discutir possíveis acordos com o Departamento de Comércio que proporcionariam financiamento federal em troca de uma participação acionária.
Quando solicitado a comentar, um porta-voz do Departamento de Comércio disse à CNN que “atualmente não está a negociar participações acionárias com empresas de computação quântica”.
A corrida para decifrar a computação quântica
Mas a indústria tem uma série de desafios a superar antes que a computação quântica possa resolver os dilemas modernos. Por exemplo, os qubits são extremamente frágeis, tornando-os muito suscetíveis a fatores externos, como mudanças de temperatura ou luz.
O novo processador experimental Loon da IBM tenta resolver esse obstáculo, demonstrando que existem componentes para construir um computador quântico tolerante a falhas em escala que pode funcionar eficazmente mesmo quando há erros. É um passo importante, porque os erros são inevitáveis, dado que os qubits são muito suscetíveis a interferências.
“Se eu apenas vibrar uma mesa, destruirei os nossos computadores quânticos. Se um pouco de luz entrar lá, isso pode danificá-los”, disse Jay Gambetta, diretor de investigação da IBM.
Um investigador da IBM segura o wafer, ou fatia de silício usada para criar processadores e chips, para o processador quântico experimental Loon da empresa (IBM)
De acordo com Gambetta, os portões são os “blocos de construção” que os computadores quânticos usam para processar informações, conforme descrito pelo Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia.
A IBM é apenas uma das concorrentes na corrida pela computação quântica. Em fevereiro, a Microsoft apresentou o seu chip de computação quântica Majorana 1. Esse chip contém um material especial que, segundo a empresa, pode criar um novo estado da matéria capaz de produzir qubits mais estáveis. Em dezembro, a Google revelou o seu chip de computação quântica Willow, que, segundo a empresa, reduz os erros à medida que mais qubits são usados e pode fazer em cinco minutos o que levaria um computador clássico 10 septilhões de anos.
Ainda há um longo caminho a percorrer
Ainda não se sabe exatamente quando a computação quântica atingirá todo o seu potencial.
Natarajan acredita que ainda estamos a uma ou duas décadas disso. A McKinsey afirmou que 72% dos executivos de tecnologia, investidores e académicos com quem conversou dizem que um computador quântico totalmente tolerante a falhas poderá chegar até 2035. A IBM espera alcançar a computação quântica tolerante a falhas até o final da década.
Mas, quando isso acontecer, os benefícios poderão ser enormes.
“Neste momento, em certo sentido… estamos a tentar fazer uma cirurgia ao cérebro com uma colher e um garfo. Mas, idealmente, para fazer essa cirurgia, seriam necessárias ferramentas muito mais refinadas”, disse Tayur, da Carnegie Mellon. “E essas ferramentas muito mais refinadas são uma das promessas do computador quântico.”