COMPUTADOR QUÂNTICO DA GOOGLE | Bitalk #177

O que é a computação quântica?

A computação quântica é uma revolução no mundo da tecnologia. Ao contrário da computação tradicional, que utiliza bits (0 ou 1), a computação quântica usa qubits. Estes qubits podem estar em múltiplos estados ao mesmo tempo graças à superposição.

Outro conceito fundamental é o emaranhamento. Quando dois qubits estão emaranhados, podem influenciar-se mutuamente instantaneamente, mesmo que estejam a grandes distâncias. Esta propriedade permite que a computação quântica processe grandes quantidades de informação de forma simultânea.

De forma simples, a computação quântica pode resolver problemas que seriam praticamente impossíveis para computadores clássicos. Esta tecnologia promete revolucionar diversas áreas, especialmente em termos de processamento de dados complexos com uma eficiência sem precedentes.

Qual foi o salto tecnológico da Google em 2019?

Em 2019, a Google marcou um ponto histórico na computação quântica. Utilizando o seu computador quântico, conseguiram realizar uma tarefa em apenas 200 segundos que, de acordo com as estimativas, demoraria 10 mil anos num supercomputador convencional.

Este avanço, conhecido como "supremacia quântica", demonstrou o poder extraordinário dos computadores quânticos. Estes dispositivos conseguem processar informação de uma forma que os computadores clássicos simplesmente não conseguem. Usando a superposição quântica e o emaranhamento, os qubits podem realizar cálculos em paralelo com uma eficiência impressionante.

No entanto, é importante referir que esta eficiência quântica aplica-se a problemas altamente específicos. Não esperes que um computador quântico resolva tarefas triviais como um copy-paste com uma rapidez incrível. O verdadeiro potencial da computação quântica está em resolver problemas complexos e, como mencionado no episódio Bitalk #177, tarefas como a inteligência artificial, especialmente em training sets.

Para que tarefas específicas a computação quântica é utilizada?

A computação quântica tem um potencial enorme para resolver problemas específicos que são praticamente impossíveis para os computadores clássicos. Aqui estão algumas das áreas onde ela pode ser utilizada de forma eficiente:

• Optimização: Resolver problemas complexos de optimização em logística, finanças e até design de materiais.
• Simulação de materiais e moléculas: Acelerar a descoberta de novos medicamentos e materiais.
• Criptografia: Quebrar sistemas de criptografia clássica e desenvolver novos métodos de segurança.
• Desenvolvimento de algoritmos de inteligência artificial: Especialmente para o treino de grandes datasets.
• Problemas complexos em física quântica: Testar teorias e experimentar em simulações subatómicas.

As suas capacidades permitem resolver desafios que seriam impraticáveis ou demorariam anos com a tecnologia atual.

Como a computação quântica pode ser aplicada na inteligência artificial?

A computação quântica tem o potencial de revolucionar a inteligência artificial (IA). Graças à sua capacidade de superposição e emaranhamento, os computadores quânticos podem processar enormes quantidades de dados simultaneamente.

Na IA, uma das aplicações mais promissoras é no treino de modelos. Com a computação tradicional, treinar conjuntos de dados massivos pode ser extremamente moroso e intensivo em termos de recursos. A computação quântica permite acelerar este processo, reduzindo drasticamente o tempo necessário para treinar modelos complexos.

Além disso, pode ajudar a resolver problemas de optimização, onde os algoritmos quânticos podem encontrar soluções ideais de forma mais eficiente do que os métodos clássicos. Isto é particularmente útil em redes neurais e machine learning.

Imagine um cenário onde a computação quântica colabora com a IA para diagnosticar doenças, optimizar cadeias de produção, ou até mesmo desenvolver novos algoritmos. Essa integração promove avanços significativos e abre novas possibilidades nas ciências de dados e em setores como a saúde, finanças, e mais.

Para entenderes mais sobre quando poderemos ver estas tecnologias no dia a dia, podes dar uma olhada neste artigo do Bitalk.

Quais são as limitações atuais da computação quântica?

• Estabilidade dos qubits: Os qubits são extremamente frágeis e propensos a interferências externas, o que pode causar erros nos cálculos.
• Escalabilidade: Construir e manter um número significativo de qubits estáveis é um desafio técnico enorme.
• Temperaturas extremas: A maioria dos computadores quânticos precisa de operar a temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, o que torna a tecnologia cara e de difícil manutenção.
• Erros de decoerência: A decoerência refere-se à perda de informação nos qubits devido à interação com o meio ambiente, o que limita a eficácia dos cálculos quânticos.
• Integração com sistemas clássicos: A computação quântica ainda precisa de soluções eficazes para se integrar com tecnologias atuais, como os supercomputadores clássicos.
• Custo: Os custos associados à pesquisa e desenvolvimento de hardware quântico são bastante altos.
• Falta de algoritmos: Muitos dos algoritmos quânticos atualmente disponíveis são limitados e não abrangem uma vasta gama de problemas práticos.

Para entender melhor como a física quântica e a física tradicional se comparam, podes explorar mais no nosso episódio Bitalk #177.