Nos computadores convencionais, os bits podem ser apenas ‘zero’ e ‘um’. Já no universo quântico, os qubits podem ser ‘zero’ e ‘um’ ao mesmo tempo, criando emaranhados de combinações que aumentam dramaticamente a capacidade de processamento.
A computação quântica tem tudo para ser a próxima fronteira na evolução dos algoritmos – mas a tecnologia ainda é extremamente difícil de ser aplicada em larga escala e, por enquanto, o grande problema é a instabilidade e sensibilidade das partículas subatômicas.
Um exemplo são os computadores quânticos da IBM: eles precisam estar em ambientes com temperaturas próximas do ‘zero absoluto’ – isto é, 273° Celsius negativos.
Para escalar a tecnologia, a IBM está desenvolvendo uma nova arquitetura chamada Modular Quantum Cryogenic. Apelidada de ‘geladeira quântica’, ela deverá possibilitar a conexão de diversos chips quânticos e convencionais.
Segundo a empresa, essa nova arquitetura é um dos alicerces para tornar realidade o projeto Quantum Starling, um supercomputador quântico fault tolerant. Esta é a designação de um sistema quântico capaz de executar operações confiáveis e sem perda de coerência – mesmo na presença de erros, interferências do ambiente e ruídos de informação típicos do universo quântico.
Outras empresas, tanto Big Techs quanto startups, também estão correndo atrás de colocar no mercado os primeiros computadores quânticos funcionais.
A Microsoft inaugurou recentemente um centro de pesquisa na Universidade de Maryland e assinou uma colaboração com a Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), a agência de pesquisa do Pentágono.
Em outra frente de pesquisa, a Microsoft fez uma parceria com a Atom Computing, de Berkeley, com a meta de entregar um computador quântico no próximo ano, de acordo com a Barron’s.
Ambas trabalham juntas no projeto Magne – palavra dinamarquesa para “força” –, que tem apoio financeiro da Fundação Novo Nordisk e do Fundo de Exportação e Investimento da Dinamarca. O hardware usa átomos neutros (sem carga elétrica) como qubits – as unidades de informação da computação quântica.
Correndo por fora, a QuEra, uma startup de Boston que aplica pesquisas de Harvard e do MIT, planeja colocar no mercado até 2028 uma máquina fault tolerant, dotada de um sistema para a correção de erros. A companhia também emprega átomos neutros como qubits.
O CEO da QuEra, Andy Ory, disse à Barron’s que essa é uma indústria que “está prestes a decolar.”
Diferentemente dos computadores pessoais e dos chats de AI, a computação quântica – ao menos no primeiro momento – deverá ficar restrita a pesquisadores e grandes empresas. Ela vem sendo testada experimentalmente na descoberta de novos medicamentos, em análises de sistemas complexos e no setor financeiro.
“A AI é uma tecnologia de propósito geral, como foi a máquina a vapor, a eletricidade e o transistor. É uma infraestrutura que vai permear a experiência humana de uma maneira muito integrada,” Guy Perelmuter, o fundador da GRIDS Capital, uma gestora focada em deep tech, disse ao Brazil Journal. “Já a computação quântica vai ser útil para áreas muito específicas.”
Perelmuter cita, por exemplo, problemas complexos de logística, cálculos simultâneos de milhões de cenários e criptografia. Mas o uso comercial em escala ainda parece distante – a não ser que haja alguma descoberta tecnológica, disse o gestor.
“O consenso de quem acompanha o desenvolvimento de perto é que os anos 2020 serão para instalar a infraestrutura quântica e fazer os primeiros computadores robustos, que funcionam de fato,” disse Perelmuter. “Na década de 2030 haveria finalmente um maior número de empresas interessadas a pagar por essa tecnologia.”
Segundo Alexandre Pfeifer, o executivo líder da IBM Quantum Business no Brasil, o principal desafio é ampliar a escala dos sistemas quânticos sem comprometer sua precisão e confiabilidade.
“Os processadores quânticos são extremamente sensíveis a interferências externas, que podem gerar erros e impactar seu desempenho,” disse Pfeifer.
No Brasil, o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) e a ExxonMobil Brasil estão usando computadores quânticos experimentais da IBM para explorar aplicações relacionadas a simulações para exploração de petróleo e materiais para captura de carbono. No setor financeiro, Bradesco e Itaú fazem pesquisas em aplicações como otimização de portfólios e segurança.