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terça-feira, abril 16, 2024
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O que é a computação quântica e como ela promete revolucionar o processamento de dados robustos

A computação quântica emerge como um divisor de águas tecnológico, prometendo revolucionar nossa capacidade de processar dados e informações. Fernando Gomes de Oliveira, Head of Growth na Digilab e convidado do episódio 26 do podcast Itshow, destaca o potencial transformador desta tecnologia, que, por enquanto, encontra aplicabilidade em questões específicas, desafiando a noção de universalidade em modelos matemáticos.

Enquanto a computação quântica avança, ela enfrenta obstáculos práticos, como a exigência de ambientes com temperaturas extremamente baixas, limitando sua implementação a grandes corporações e instituições acadêmicas. Contudo, a trajetória da inovação indica um futuro em que essas barreiras poderão ser superadas, ampliando o escopo de uso da computação quântica.

Com o aprimoramento dos Large Language Models, a computação quântica promete elevar a inteligência artificial generativa a novos patamares de eficiência e precisão. No entanto, essa promessa vem acompanhada de um alerta sobre os riscos associados à segurança cibernética. 

A habilidade incomparável da computação quântica de solucionar problemas complexos coloca em xeque a criptografia atual, apresentando desafios significativos para a segurança digital. Instituições financeiras e outras entidades já se voltam para a pesquisa em criptografia quântica, visando proteger informações vitais na era pós-quântica.

Oliveira salienta a urgência de preparação para os desafios de segurança de dados que acompanham o avanço da computação quântica. A possibilidade de quebrar a criptografia convencional ameaça expor dados criptografados atualmente seguros, enfatizando a importância de se antecipar à segurança pós-quântica. 

Este cenário exige uma atenção imediata das empresas, que devem iniciar os preparativos para se adaptar à iminente realidade quântica, garantindo a proteção de informações sensíveis e mantendo a confiabilidade em um mundo cada vez mais digitalizado.

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Imagem gerada por Inteligência Artificial (IA)

O que é a computação quântica

A computação quântica visa desenvolver dispositivos capazes de processar cálculos de alta complexidade mais eficiente que os sistemas computacionais convencionais.

Nos sistemas de computação atuais, a unidade fundamental de informação é o “bit”, que opera sob uma lógica binária, representando valores de verdadeiro ou falso (0 ou 1). Esse funcionamento é possível através do fluxo de corrente elétrica através de dispositivos semicondutores.

Ao contrário, a computação quântica opera com bits quânticos, ou qubits. Os qubits permitem a execução de processamentos de dados de maneira bem diferente. Um dos princípios fundamentais da computação quântica é a superposição, permitindo que um qubit ocupe múltiplos estados ao mesmo tempo. Essa característica possibilita que a máquina quântica processe várias operações simultaneamente.

Além disso, a computação quântica se beneficia do fenômeno do emaranhamento quântico, onde a condição de um qubit está intrinsecamente ligada à de outro, independente da distância entre eles. Esse relacionamento permite resolver cálculos que seriam inacessíveis para os computadores clássicos, através da interconexão e cooperação entre qubits.

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Princípios da computação quântica

Nesta tecnologia, os qubits possuem uma superioridade em relação aos bits tradicionais, devido à sua capacidade de abranger múltiplos estados simultaneamente, ao contrário da limitação binária dos bits clássicos aos estados 0 ou 1. Esta característica permite que os qubits executem tarefas com uma eficiência superior.

Essa capacidade ampliada é crucial para abordar e resolver questões de alta complexidade, facilitando a execução de tarefas que, nos moldes atuais, se apresentam como inalcançáveis.

A inovação trazida pelos qubits viabiliza o manuseio de volumes massivos de dados, estabelecendo a computação quântica como uma solução robusta para a análise de sistemas intrincados. Um dos seus principais atributos é a realização de cálculos de forma paralela, o que contribui para um aumento exponencial na velocidade de processamento dos dados.

Além disso, essa tecnologia promete vantagens significativas, como a expansão da capacidade de armazenamento de dados, aprimoramento da segurança em comunicações digitais e sua aplicabilidade em diversos campos, incluindo, mas não se limitando a, setores financeiro, médico e de logística.

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Onde a computação quântica é usada

Quando confrontados com desafios de alta complexidade, cientistas e engenheiros buscam a ajuda de supercomputadores. Estas máquinas poderosas, dotadas de milhares de núcleos de processamento central e gráfico, representam a elite do poder computacional convencional. Contudo, existem certos dilemas que até esses colossos computacionais encontram dificuldades para desvendar.

Há situações em que supercomputadores atingem seus limites, geralmente quando solicitados a decifrar questões de extrema complexidade. A incapacidade dos computadores convencionais em resolver certos problemas advém da intrincada interação entre múltiplas variáveis. 

Por exemplo, simular o comportamento de átomos em uma única molécula representa um desafio significativo devido à complexa interação entre seus elétrons. De forma similar, determinar as rotas mais eficientes para uma frota de centenas de navios petroleiros ao redor do globo é outra tarefa que excede a capacidade de processamento dos supercomputadores tradicionais. É aí que entra o computador quântico.

Devido ao elevado custo envolvido, que tende a permanecer significativo no futuro, e à sua habilidade de realizar cálculos paralelos complexos, a computação quântica encontrará sua aplicação na fatoração de números extensos. 

Isso facilitará a geração de chaves criptográficas mais robustas e terá um papel crucial em diversas áreas de pesquisa. Entre essas, destacam-se o desenvolvimento de novos fármacos, a simulação de sistemas biológicos, climáticos, astronômicos e moleculares, além de contribuições importantes para a defesa nacional e a exploração aeroespacial.

Além disso, a computação quântica promete revolucionar áreas como a transmissão de dados através do vácuo, possibilitando uma internet de altíssima velocidade sem perdas de pacotes. Esses avanços abrem novos horizontes para a pesquisa científica e a aplicação tecnológica, marcando uma era de inovação e descobertas sem precedentes.

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Imagem gerada por Inteligência Artificial (IA)

Quais empresas oferecem soluções com computadores quânticos

Atualmente, gigantes da tecnologia como IBM, Intel e Google estão na vanguarda do desenvolvimento da computação quântica, com foco em aplicações de grande escala destinadas à solução de problemas complexos. Apesar do acesso físico a essas máquinas quânticas ser limitado, a tecnologia pode ser explorada por meio de plataformas baseadas na nuvem, antecipando o potencial futuro da computação quântica.

A IBM, por exemplo, disponibiliza a plataforma Q Experience, acessível mediante registro, e  seu uso é direcionado principalmente a cientistas e pesquisadores. Esta plataforma inclui conjuntos de ferramentas de desenvolvimento que habilitam os usuários a projetar algoritmos específicos, promovendo a inovação e a experimentação no campo da computação quântica.

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Fernanda Martins
Fernanda Martins
Formada em Letras, com pós em mídias sociais, e redatora do portal de notícias Itshow. Já escreveu para vários blogs de cultura pop, produziu conteúdo no Facebook e no Instagram sobre literatura e até escreveu algumas fanfics pela internet. Hoje, se especializa em redação e usa suas habilidades de escrita crítica e literária para trazer mais sensibilidade aos textos e continuar fazendo o que ama.
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