Supercomputador: A máquina quântica.

A máquina do futuro entre nós.

Já imaginou um supercomputador mais potente do que todos os computadores do mundo juntos, e extremamente pequeno? Pois é, pode parecer utópico a concepção de tal máquina,  porém um computador quântico, como será conhecido tal máquina, poderá existir em um futuro não muito distante e mais incrível ainda é que modelos rudimentares de tal máquina já estão sendo desenvolvidos por empresas como NASA  e  Google. Mas afinal, o que é um computador quântico?  E como funcionará essa tecnologia tão promissora? 

Processador Quântico (D - Wave One)

O que é?
A computação quântica é, de forma simplificada,  a aplicação das teorias da mecânica quântica ao computador. Os computadores tradicionais trabalham com bits, unidades de informação, que representam 0 ou 1, no entanto apenas um dos valores pode ser assumido por operação. Os computadores quânticos no entanto trabalharão com qubits, onde os valores 0 e 1 podem ser sobrepostos, ou seja, poderá assumir os dois valores simultaneamente, isso significa que esses computadores serão capazes de realizar várias operações ao mesmo tempo com maior velocidade, pois enquanto um computador tradicional explora as possíveis soluções de maneira sequencial, o sistema quântico possibilitará buscar todas as possíveis soluções de maneira simultânea com o processamento paralelo.

Representação artística de um processador quântico

A sobreposição de informação nos computadores quânticos é um principio fundamental da mecânica quântica, conhecido como sobreposição quântica, que afirma que um sistema físico existe parcialmente em todos os estados teoricamente possíveis de maneira simultânea antes de ser medido. Porém quando medido ou observado, o sistema se mostra em um único estado. No entanto a tarefa de manipular qubits não será nada fácil.

Qubits são temperamentais.
Manipular qubits é extremamente difícil, e um dos maiores problemas é que na mecânica quântica ao se observar um fenômeno, pode ocorre alteração do resultado esperado. Tome como exemplo uma moeda sobre uma mesa, na mecânica quântica está moeda pode estar nos dois estados possíveis ao mesmo tempo, portanto cara e coroa simultaneamente, porém quando observada a moeda assume apenas um dos dois estados cara ou coroa, logo para que funcione de forma adequada o computador quântico precisa se isolar do mundo externo, caso contrário o sistema ficará incoerente.
A solução encontrada para o problema da incoerência é deixar uma taxa de erro aceitável para o sistema, que não afete os resultados e permita construir um computador quântico respeitável. Além do problema da incoerência há outros inconvenientes, como exigir temperaturas extremamente baixas, controle da pressão atmosférica e blindagem contra interferência magnética, e todas estas condições são atendidas no D-Wave 2 - modelo de computador quântico operado pela Google e NASA.   

D-Wave 2

Futuramente, todos os computadores deveram utilizar algum mecanismo de processamento de dados com base em qubits (bits quânticos), isso permitirá aumentar em dezenas de milhares de vezes a velocidade de cálculo que estamos acostumados a lidar nos computadores tradicionais. Algumas áreas da física também tirarão enorme proveito dessas máquinas, para resolver problemas relacionados a eventos quânticos, teletransporte e viagens no tempo, permitindo resolver em poucos dias ou horas alguns problemas que os computadores atuais levariam centenas ou até milhares de anos para resolver. 

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Fontes:  Giz Modo, TecMundo, Ciencia Hoje