5 curiosidades para entender o computador quântico do Google

Em artigo publicado pela revista Nature nesta quarta-feira, 23, pesquisadores do Google revelaram que desenvolveram o primeiro computador a atingir a supremacia quântica.

Na prática, o chip quântico desenvolvido pelo Google, chamado de Sycamore, executou em 200 segundos um cálculo que o supercomputador clássico mais avançado do mundo levaria 10 mil anos para completar. O resultado das pesquisas foi detalhado na edição comemorativa de 150 anos da Nature e está disponível abertamente para a comunidade científica.

Alcançar a supremacia quântica é resultado de anos de trabalho de pesquisadores do Google e da comunidade científica. Há anos, o Google investe em desenvolver a computação quântica, porque nos próximos anos muitos cálculos se tornarão mais difíceis de serem feitos por computadores clássicos.

A simulação de processos moleculares é um dos tipos de pesquisa que se beneficiarão dos avanços da computação quântica. Essas máquinas ajudarão a viabilizar, entre outras coisas, o desenvolvimento de baterias melhores para carros elétricos, fertilizantes menos agressivos ao meio-ambiente e novos medicamentos.

5 curiosidades para entender o computador quântico do Google:

1 - O que é computação quântica?

É o tipo de computação que aplica os princípios da Mecânica Quântica - ramo da Física que estuda o comportamento de moléculas, átomos, elétrons e outras partículas subatômicas - à Ciência da Computação para processar grandes volumes de informações e que permite que problemas e cálculos complexos possam ser resolvidos rapidamente;

2 - Dos bits a qubits

A primeira coisa a entender quando se fala em computação quântica é o termo "qubit". Na computação clássica, toda e qualquer informação é armazenada ou processada na forma de bits, que podem ser representados por 0 ou 1.

Na computação quântica, os chamados qubits podem assumir inúmeros estados entre 0 e 1, num fenômeno chamado superposição. Portanto, os processadores quânticos têm potencial para realizar cálculos de forma significativamente mais rápida que os tradicionais.

3 - Adeus à dualidade de estados

Os qubits podem apresentar vários estados, conforme os princípios da Mecânica Quântica. Na superposição, uma partícula pode estar em diferentes estados simultaneamente (ou seja, pode representar 0 e 1 ao mesmo tempo).

A superposição é útil porque permite que mais de um cálculo seja executado ao mesmo tempo, oferecendo a possibilidade de realizar cálculos complexos em um curto período de tempo. Já no emaranhamento, que é menos comum, as partículas separadas podem ser correlacionadas e, ao interagir com outras, elas podem assumir o mesmo estado.

Sycamore, o chip que dá vida ao computador quântico do Google (Divulgação/Google)

4 - Entre módulos, portas e transistores

Os chips dos computadores são compostos por diferentes elementos. O primeiro deles são os módulos, que contêm portas lógicas compostas por transistores. O transistor é a forma mais simples de processar dados em computadores e funciona como um interruptor que controla o fluxo de informações.

Em um computador clássico, a informação é transmitida em bits e o fluxo constante permite que a máquina faça cálculos e resolva problemas. Na computação quântica, um computador cria qubits, os conecta por meio das portas quânticas e manipula probabilidades, obtendo como resultado superposições de uma sequência de 0 e 1, o que permite fazer diferentes cálculos simultaneamente.

5 - Além do técnico

A aplicação das tecnologias quânticas pode ser muito valiosa. Entre as áreas que podem se beneficiar estão a Química, que poderá usar esses computadores para desenvolver modelos moleculares mais complexos ou simulações que, por sua vez, podem levar à descoberta de novos medicamentos.

Mas, além disso, será possível usar essas tecnologias em outras áreas, por exemplo serviços financeiros. Será possível usar computadores para manipular grandes conjuntos de dados para criar novos produtos, fazer análises de risco ou de segurança.

Sundar Pichai, CEO do Google, ao lado do computador quântico da empresa (Divulgação/Google)

Mais um passo

Ciente de que este é mais um passo na exploração do universo da computação quântica, o Google vai disponibilizar esses processadores para colaboradores e pesquisadores acadêmicos, bem como para empresas interessadas em desenvolver algoritmos e criar aplicações para os atuais processadores NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum).

Paralelamente, a empresa também trabalhará para continuar investindo em equipamentos e tecnologia, com o objetivo de melhorar o computador quântico e torná-lo mais estável nos próximos anos.

“A computação quântica nos dá a chance de alcançar diversas aplicações práticas e melhorar o mundo de maneiras que a computação clássica não permitiria sozinha”, diz Sundar Pichai, CEO do Google. “Mas também permitirá que nós possamos entender o universo de uma maneira mais profunda.”

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