Empresas como IBM, Google e Rigetti Computing estão desenvolvendo computadores quânticos que utilizam qubits em vez de bits tradicionais. A tecnologia, fundamentada em princípios da mecânica quântica, foi criada para superar as limitações físicas dos sistemas convencionais.
Nos últimos anos, essa evolução ganhou impulso significativo com avanços constantes registrados pelas companhias do setor.
A capacidade de processamento dessa nova geração de computadores é exponencialmente maior que a dos supercomputadores tradicionais. Eventualmente, os pesquisadores esperam alcançar a “supremacia quântica”, que é quando uma máquina consegue resolver problemas impossíveis para computadores convencionais.
Como funcionam os computadores quânticos?
Diferentemente das máquinas convencionais, a tecnologia quântica permite processar múltiplas soluções simultaneamente. Isso possibilita resolver problemas complexos em áreas como ciência dos materiais e pesquisa farmacêutica.
Os bits tradicionais representam apenas 1 ou 0, enquanto os qubits podem existir em inúmeras combinações desses valores ao mesmo tempo. Essa característica resulta em capacidade computacional muito superior para determinadas aplicações.
O resultado final de um cálculo quântico aparece somente após a medição dos qubits, momento em que seu estado quântico “colapsa” para 1 ou 0. Até agora, os cientistas não conseguiram gerar mais de 128 qubits padrão em um único sistema.
Desafios tecnológicos e aplicações práticas
Um dos principais obstáculos para o avanço dessa tecnologia é a decoerência, fenômeno que ocorre quando os qubits interagem com o ambiente. Isso causa a deterioração do comportamento quântico e torna as máquinas quânticas propensas a erros.
O estado quântico dos qubits é extremamente frágil, sendo impactado por mínimos “ruídos”, ou seja, vibrações ou alterações de temperatura.
Além disso, estima-se que serão necessários milhares de qubits padrão para criar um único qubit altamente confiável, chamado “qubit lógico”. A capacidade de processamento está diretamente relacionada ao número de qubits que o computador consegue manipular efetivamente.
Aplicações práticas
Além de IBM, Google e Rigetti, empresas como IonQ também registram avanços constantes na área. Volkswagen e Daimler aplicam essa tecnologia para simular comportamentos moleculares e otimizar processos industriais. No setor farmacêutico, os computadores quânticos são utilizados para analisar compostos que podem resultar em novos medicamentos.
Essa tecnologia está sendo desenvolvida em laboratórios especializados que conseguem criar as condições necessárias para o funcionamento dos qubits. Um exemplo são os circuitos supercondutores que precisam ser resfriados a temperaturas mais baixas que o espaço profundo.
Propriedades fundamentais e perspectivas futuras
Os especialistas destacam duas propriedades essenciais dos qubits: a superposição e o emaranhamento. A primeira permite que os qubits existam em múltiplos estados simultaneamente. Já o emaranhamento, descrito por Einstein como “ação fantasmagórica à distância”, cria uma conexão entre qubits “entrelaçados” que faz com que a alteração em um afete instantaneamente o outro, mesmo a grandes distâncias.
Com o avanço da tecnologia, espera-se que os computadores quânticos possam resolver problemas atualmente intratáveis mesmo para os supercomputadores mais avançados. Não existe consenso sobre quantos qubits serão necessários para atingir a “supremacia quântica”, especialmente porque pesquisadores continuam desenvolvendo novos algoritmos que ampliam o desempenho das máquinas clássicas.
A escassez de pesquisadores especializados e fornecedores de componentes essenciais representa outro desafio significativo para o setor. Os cientistas trabalham para desenvolver “qubits lógicos” mais estáveis, enquanto buscam superar o fenômeno do “colapso da função de onda” para que essas máquinas possam operar com maior estabilidade e precisão em aplicações comerciais.
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