A computação quântica ainda é um tema exótico: não é fácil de perceber, para a percebermos somos obrigados a pensar de forma não convencional e acaba por ser um tópico tecnologicamente exigente por todas as suas particularidades. Se a computação quântica fosse um alimento, provavelmente seria de difícil digestão.

Agora o outro lado da computação quântica: é mais do que seguro dizer que vai fazer parte do nosso futuro, pois os benefícios que vai trazer em capacidade de computação é justamente a resposta que precisamos para um mundo que vai produzir zetabytes de dados de forma contínua.

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Quando na década de 1920 os alemães usaram máquinas criptográficas para comunicarem na Primeira Guerra mundial, as pessoas também não percebiam bem o conceito, muito menos as técnicas de encriptação, mas conseguiam perceber o seu potencial. Cem anos depois, aquela que era tecnologia militar de ponta na altura é agora uma funcionalidade crítica nos nossos smartphones e nos serviços que neles usamos.

Isto para dizer que a tecnologia evolui rapidamente de algo que é erudito para algo que passa a ter aplicabilidade para um público mais abrangente. É isto que vai acontecer na computação quântica, mas provavelmente de forma muito mais acelerada.

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Foi na década de 1980 que os cientistas começaram a falar de forma mais séria sobre computação quântica. Só passados 20 anos é que começamos a ver resultados mais práticos, mais palpáveis, de todas as investigações e evoluções que foram feitas neste período. Agora estamos prontos para entrar numa nova fase.

“A computação quântica é um tópico de investigação que está a passar da investigação para o desenvolvimento e que depois vai passar para a engenharia”, disse a especialista em super-computação da Atos, Christelle Piechurski, em entrevista ao FUTURE BEHIND.

“A parte da investigação ainda está em exploração, mas já estamos a passar para a parte dos desenvolvimentos. Para garantir que providenciamos um verdadeiro ambiente quântico, os nossos clientes têm-nos pedido para recriarmos esse ambiente”, acrescentou.

Atos Simulador Quântico

Este é o aspeto do simulador de computação quântica da Atos.

Como referimos recentemente, a Atos é uma das empresas que já está a capitalizar com o fenómeno da computação quântica. Ao contrário de outras empresas, como a IBM, a Atos ainda não tem um verdadeiro computador quântico – a tecnológica francesa optou por desenvolver um simulador quântico. Este simulador utiliza hardware ‘tradicional’ de super-computação para replicar aqueles que seriam os resultados de uma experiência de computação quântica.

“Basicamente o que queremos é garantir aos utilizadores um ambiente de trabalho quântico que lhes permita preparar o seu futuro. O que estamos a fazer com alguns dos clientes é mesmo providenciar as bases para que possam andar para a frente na computação quântica”, disse Christelle Piechurski.

O objetivo é simples: quando a computação quântica a sério chegar, quando as unidades de processamento quânticas forem democratizadas, então já as empresas e os investigadores poderão ter os seus programas otimizados para esta nova realidade.

Atualmente os computadores quânticos que existem ainda lutam com várias restrições, como o facto de operarem em temperaturas próximas do zero absoluto, de estarem sujeitos a influências externas como o campo magnético e de os dados terem um curto período de estabilidade. Tudo isto faz com que os computadores quânticos sejam ainda pouco fiáveis.

Mas são computadores que entusiasmam – mostram que o potencial da computação quântica pode de facto ser desbloqueado. No caso da Atos, a empresa está a trabalhar com três parceiros – Laboratório de Oak Ridge, nos EUA, Forschungszentrum Jülich, na Alemanha, e Argonne National Laboratory, também nos EUA – em experiências e serviços de computação quântica.

Atualmente a tecnológica francesa tem sistemas que simulam computadores quânticos de 30, 35, 38, 39 e 40 bits quânticos (qubits). Pode não parecer muito, mas no próximo ano é expectável a disponibilização de um simulador de 41 qubits, que na prática será duas vezes mais potente do que o computador de 40 qubits.

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“Agora estamos a providenciar o ambiente certo para que os utilizadores possam começar a desenvolver os seus algoritmos quânticos que poderão usar quando existirem unidades de processamento quântico em larga escala”, explicou a especialista da Atos.

O que a Atos e outras empresas – D-Wave, Google, Microsoft, IBM – estão a fazer é convidar todos os interessados para se juntarem aos treinos da computação quântica – assim quando esta chegar, já todos estarão minimamente preparados para essa corrida. E sim, sendo uma área de desenvolvimento tecnológico ainda por desbravar vamos assistir de facto a uma corrida entre empresas.

IBM Q

A IBM tem sido das empresas que mais tem apostado no desenvolvimento do seu próprio hardware quântico. Na imagem o computador quântico IBM Q. #Crédito: IBM Research / Flickr

“É por isso que os utilizadores todos precisam de ter consciência do que é a computação quântica e têm de investir hoje. Se não estiveres a fazer o treino agora mesmo, assim que a computação quântica estiver lá [estado maduro de desenvolvimento], podes vir a sofrer com aquilo que a computação quântica pode trazer, a tua empresa vai estar atrás na corrida”.

Uma nova Caixa de Pandora

O exemplo da criptografia no início do texto não foi inocente. Depois de muito ter sido feito para melhorar a robustez da criptografia e para tornar esta tecnologia o mais democratizada possível, é justamente pela mão da computação quântica que a criptografia tal como a conhecemos atualmente pode ficar obsoleta.

A eficiência e o poder computacional das máquinas quânticas podem atingir níveis que permitirão quebrar os protocolos criptográficos atuais. Este é outro motivo pelo qual várias empresas estão a olhar para o tema: no dia em que isto acontecer, é preciso ter uma resposta devidamente preparada.

“Se conseguirmos desbloquear a criptografia, isto seria benéfico para algumas empresas, mas outras vão sofrer se não conseguirem manter-se na corrida”, considera Christelle Piechurski.

Recentemente surgiram mesmo teorias de que a computação quântica pode ser a maior inimiga da tecnologia de blockchain e das criptomoedas. A base de dados imutável permitida pelo blockchain assim permanece enquanto mais de 50% do poder de computação estiver a garantir essa imutabilidade – algo que às mãos de um computador quântico pode teoricamente ser subvertido.

Segundo um artigo da publicação Futurism, estima-se que em 2027 possam existir computadores quânticos suficientemente poderosos para quebrar a integridade da rede de blockchain do Bitcoin – que nesse ano ainda estará longe de ter produzido a totalidade de 21 milhões de bitcoins que podem estar em circulação.

Questionámos Christelle Piechurski sobre este tema, mas a especialista preferiu não tecer comentários. O que a executiva da Atos diz é que áreas como a ciência, o mundo financeiro e o mundo da defesa vão ter muito a beneficiar com a computação quântica. “Tenho a certeza que em alguns domínios específicos existe um grande interesse em olhar para o que a computação quântica pode trazer”.

“Existem algumas pessoas que não estão conscientes daquilo que a computação quântica pode fazer pelos seus algoritmos. Está na hora de olhar para isso, investir nisso e garantir que não vais ficar para trás”, alertou a especialista, para depois acrescentar:

“A democratização da computação quântica está a começar, diria. Isto tem sido o domínio de investigadores na última década. A computação quântica para mim ainda é uma flor que precisa de abrir, ainda vai demorar alguns anos até isto acontecer, mas um ponto muito importante é que ninguém deve perder este passo”.

Apesar de esta revolução estar a dar os seus primeiros passos, daí a importância para a consciencialização do tema, nos próximos dez a 15 anos vamos assistir a avanços importantes nesta área. Até lá, a super-computação ou a computação de alta-performance (HPC na sigla em inglês) ainda vai desempenhar um papel importante no mundo tecnológico.

“A computação quântica para mim é bastante complementar ao que existe atualmente, eu mencionei que a HPC ainda vai ter uma vida longa, nem todos os algoritmos vão beneficiar da computação quântica, ainda há muito para descobrir”.

Para Christelle Piechurski, a especificidade da computação quântica ainda é tal que a comunidade em torno deste tema é “muito, mas muito pequena”, o que acaba por tornar difícil encontrar pessoas para falarem sobre o assunto, para explicá-lo e para democratizá-lo.

A própria executiva da Atos define-se como uma rapariga dos sistemas de computação de alta performance, mas cada vez mais tem dado por si a ser uma explicadora das conquistas que podem ser desbloqueadas com a computação quântica.

Fruto deste trabalho, Christelle Piechurski até já arranjou um exemplo mais simples do que o ‘gato de Schrödinger‘ para explicar às pessoas o princípio básico da computação quântica, um no qual existe um estado de sobreposição da informação.

Pode agora mesmo tentar perceber este conceito: pegue numa moeda e atire-a ao ar. Quando cair na sua mão, tape de imediato sem ver. Enquanto a moeda rodou no ar, devido à velocidade de movimento, foi impossível ver apenas um dos lados da moeda e é como se cara e coroa existissem em simultâneo. Por causa deste movimento, por causa desta sobreposição, não sabe qual das faces vai estar virada para cima assim que tapar a moeda na sua mão.

A grande questão é: enquanto tem a moeda tapada na mão, será cara ou coroa? A teoria quântica diz que pode ser qualquer um destes dois estados, pelo que esse é o estado de sobreposição. Em termos informáticos esta sobreposição dos bits – 0 e 1 – permite um processamento muito mais rápido da informação – e isto é justamente a ferramenta que o mundo do futuro vai precisar.

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