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Curiosidades da Ciência e Tecnologia: o que é Computação Quântica?



O século XX viu uma verdadeira revolução no conhecimento científico. Fato que repercute até hoje em diversos campos. Muitos campos da Matemática e da Física foram revolucionados e o pensamento clássico (Newtoniano) científico foi destronado. Um dos campos que mais trouxe profundas mudanças paradigmáticas foi a Física Quântica.

A Física Quântica ou Mecânica Quântica revirou do avesso diversas noções caras a nós no campo científico como: tempo, espaço, causalidade, determinismo… A Física Quântica lida com o universo do muito pequeno, escalas que vão de partículas subatômicas a moléculas orgânicas, por exemplo. A revolução quântica foi tão profunda que até ramos inteiros da religiosidade e espiritualidade se curvaram a seus aspectos filosóficos.

As leis que vemos aqui no nosso mundo convencional de objetos cotidianos são completamente diferentes no mundo quântico. Deixando de lado o imenso e complexo aparato matemático por trás da Física Quântica, uma vez que o objetivo é me dirigir a um público amplo, vou me atentar aos aspectos mais conceituais e filosóficos dessa área. O mundo quântico é um mundo de probabilidades.

Tomemos como exemplo um objeto qualquer. Aqui em nosso mundo, quando em movimento, um objeto tem uma trajetória bem definida no tempo e no espaço, bem como as forças que atuam nele. No mundo quântico, uma partícula não tem uma trajetória determinada e sim uma função de onda, como se fosse uma probabilidade de onde ela pode se encontrar em determinada região do espaço.

Para aguçar ainda mais a curiosidade humana, uma partícula pode apresentar comportamento de onda e, de forma similar, comportamento de partícula. Fascinante não! ? É como se uma partícula transitasse entre duas probabilidades ao mesmo tempo: onda e partícula.

Mas como a Mecânica Quântica entra na Computação? Vamos lá! A unidade básica de processamento informacional da Computação é o bite. Ele assume valores binários: sim e não, ligado ou desligado, 0 e 1, verdadeiro ou falso. Toda informação em processadores eletrônicos convencionais ocorre dessa forma em valores binários. Os computadores quânticos, por seu caráter probabilístico, podem funcionar em dois estados ao mesmo tempo. Transitam entre dois valores, o que os torna capazes de processar informações de maneira muito mais rápida e eficaz.

No entanto, esses computadores exigem algumas condições de funcionamento muito específicas. Os computadores quânticos exigem condições térmicas de funcionamento muito regulares. Funcionam mais ou menos em -270 ºC e qualquer alteração de temperatura pode ser o suficiente para afetar o funcionamento do sistema.

Grandes empresas como a Google e alguns governos de países têm investido em computadores quânticos. Eles ainda estão muito distantes da realidade de nós meros mortais, mas são uma forte promessa para o futuro. Um dos principais desafios no horizonte será com a criptografia, uma vez esses computadores podem processar dados de uma forma muito mais poderosa, um código que levaria anos para ser quebrado, pode ser quebrado em muito menos tempo.

Esses assuntos nos fazem pensar como será as relações comerciais daqui a alguns anos frente a tamanho avanço tecnológico. Até mais!

Fernando Montini é cientista de dados ambientais, programador, pedagogo, químico industrial e mestre em Biologia.



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