O futuro da computação: descubra como funciona um computador quântico

Com a utilização de bits quânticos, a computação quântica está pronta para revolucionar o processamento de dados. Saiba mais!

Você já se perguntou sobre o futuro da computação e como os computadores quânticos estão revolucionando a forma como processamos informações? Afinal, não é segredo que o computador quântico chegou para delinear a próxima era da tecnologia da informação.

Como assim? Muito simples, diferente do computador tradicional, o computador quântico funciona com bits quânticos, logo é capaz de processar mais informações de forma mais rápida. Entenda melhor a seguir!

Antes de tudo, o que é computador quântico?

Um computador quântico consiste em um tipo especial de computador, visto que ele utiliza os princípios da mecânica quântica para processar informações.

E por falar em mecânica quântica, ela consiste em um ramo fundamental da física que descreve o comportamento de sistemas muito pequenos, como átomos, moléculas, partículas subatômicas e campos subatômicos.

Sendo assim, ao contrário dos computadores clássicos, que usam bits para representar informações, como 0s e 1s, os computadores quânticos usam bits quânticos, ou qubits.

Dessa forma, os qubits possuem a capacidade única de existir em diversos modos simultaneamente, graças a um fenômeno chamado superposição quântica. Além disso, os qubits podem estar entrelaçados. Mas o que isso significa?

Significa que a posição de um qubit pode depender do estado de outro, independentemente da distância entre eles. Nesse sentido, os computadores quânticos realizam cálculos em paralelo de modo que os clássicos não conseguem.

Outra propriedade importante é a interferência quântica, que permite combinar de maneira construtiva ou destrutiva os resultados de diferentes cálculos quânticos.

Assim, essas características únicas dos qubits têm o potencial de resolver certos problemas computacionais de forma muito mais competente do que os tradicionais. Especialmente em áreas como a fatorização de números grandes e simulações quânticas.

Quais as funcionalidades do computador quântico?

Um computador quântico tem o potencial de oferecer benefícios significativos em várias áreas devido às suas propriedades únicas baseadas na mecânica quântica. Vejamos a seguir algumas características.

1.   Superposição

A superposição quântica consiste em um princípio fundamental da mecânica quântica que permite que um qubit, a unidade básica de informação quântica, exista em múltiplos estados concomitantemente.

Enquanto bits clássicos representam informações como 0 ou 1, um qubit se caracteriza por uma combinação linear desses estados. Dessa forma, ela permite que um computador quântico explore diferentes possibilidades de solução para um problema concomitantemente.

Nesse sentido, essa capacidade de representar múltiplos estados simultaneamente é fundamental para a computação quântica para resolver problemas complexos de forma mais profissional do que os tradicionais.

2.   Entrelaçamento

O entrelaçamento quântico desempenha um papel fundamental na computação quântica, contribuindo para a execução de operações complexas e permitindo que um computador quântico explore novos paradigmas de processamento de dados.

Sendo assim, o entrelaçamento quântico é um fenômeno da mecânica quântica, em que dois ou mais qubits tornam-se interconectados de maneira que a posição de um qubit está diretamente relacionado ao estado do outro, independentemente da distância entre eles.

Aliás, o entrelaçamento possibilita também que os computadores quânticos realizem certas operações mais rapidamente. Logo, são capazes de entrelaçar qubits de forma eficiente para a construção de algoritmos quânticos eficazes.

3.   Medição quântica

Já a medição quântica introduz uma característica probabilística e fundamentalmente diferente em comparação com a medição em sistemas clássicos.

Antes da medição, os qubits podem existir em uma superposição de estados. Assim, a medição faz com que o estado quântico colapse para um dos estados possíveis, conforme as probabilidades associadas a cada estado. Nesse sentido, as operações em um computador quântico, realizadas por meio de portas quânticas, exploram a superposição e entrelaçamento para realizar cálculos em paralelo.

Então, a medição é usada, muitas vezes, para extrair resultados úteis de algoritmos quânticos. Mas a natureza probabilística implica que uma única execução pode fornecer apenas parte da informação.

4.   Princípio da incerteza

O princípio da incerteza representa um dos pilares da mecânica quântica. Esse princípio estabelece que é impossível conhecer ao mesmo tempo com precisão arbitrária duas propriedades conjugadas de uma partícula, como sua posição e momento linear.

Dessa forma, esse princípio tem grandes implicações na interpretação da realidade, além de influenciar a natureza probabilística das previsões quânticas. A incerteza quântica não é devido a limitações experimentais, mas reflete a natureza intrínseca e não determinística do mundo subatômico.

A superposição quântica está relacionada à incerteza. Então, a ideia é que, quando um qubit está em superposição, não é possível atribuir um valor definido a suas propriedades conjugadas, como spin ou polarização, até que ocorra uma medição.

É isso! Agora que você sabe como funciona o computador quântico e quais são suas características, aproveite para conhecer essas séries sobre tecnologia. Até mais!