Contente

• Para que computadores quânticos servem?
• O que significa supremacia quântica para segurança?
• Perguntas sobre reivindicações de supremacia quântica do Google

Na semana passada, os pesquisadores do Google alegaram ter atingido a "supremacia quântica", de acordo com um artigo no Financial Times. O artigo do Google foi publicado brevemente em um site da NASA antes de ser removido. Nele, os pesquisadores afirmam ter superado o supercomputador clássico mais poderoso de hoje - chamado Summit - com seu próprio computador quântico.

Isso é conhecido como supremacia quântica - em outras palavras, quando um computador quântico é comprovadamente mais rápido em uma determinada tarefa do que um computador clássico. De acordo com o documento, o sistema Sycamore de 53 qubit do Google pode concluir esse cálculo específico em três minutos e 20 segundos. O supercomputador da Summit levaria cerca de 10.000 anos para concluir a mesma função.

Atingir a supremacia quântica havia sido inicialmente previsto para o final de 2017. No entanto, o computador Bristlecone de 72 bits do Google (foto acima) mostrou-se muito difícil de controlar com precisão suficiente. Em vez disso, a inovação vem do sistema Sycamore menor de 53 qubit.

Para que computadores quânticos servem?

Ao contrário dos computadores tradicionais que operam em bits de 1 ou 0, os computadores quânticos usam "qubits" para armazenar valores. Um qubit, ou bit quântico, é um sistema mecânico quântico de dois estados. Tem a propriedade misteriosa de poder manter uma superposição de 1 e 0 estados de uma só vez. No entanto, esse estado entra em colapso após a medição.

Os computadores quânticos são construídos com portas de hardware semelhantes aos computadores clássicos, com os equivalentes de porta NOT e AND usados ​​para funções matemáticas. No entanto, os resultados quânticos são intrinsecamente probabilísticos, o que significa que devem ser verificados quanto à precisão e correção de erros. Você também não pode espiar uma computação quântica no meio do caminho sem arruinar a saída, devido à superposição.

Superposição e probabilidade são as chaves que tornam os computadores quânticos úteis para determinadas tarefas matemáticas. Aumentar o número de qubits permite calcular milhões de possibilidades quase instantaneamente. Os usos incluem fatorar grandes números, calcular transformadas de Fourier e resolver equações lineares. Os computadores quânticos, por natureza, são muito especializados. Na verdade, eles não são bons para muitos dos cálculos básicos que nossos computadores portáteis realizam todos os dias.

O que significa supremacia quântica para segurança?

Por mais estranhos que pareçam os computadores quânticos, eles têm algumas aplicações muito interessantes em certas áreas da computação - particularmente aquelas que envolvem operações matemáticas repetidas e complexas, como meteorologia, modelagem química e física e criptografia.

Esse último costuma assustar as pessoas. Os computadores quânticos podem executar tantas permutações matemáticas ao mesmo tempo e, em teoria, levar uma fração do tempo que os computadores atuais precisam para quebrar os padrões comuns de criptografia. Apenas dias ou horas, em vez de várias vidas. Novos protocolos criptográficos podem um dia ser necessários para informações muito sensíveis, a fim de evitar rachaduras em computadores quânticos.

Os padrões de criptografia terão que melhorar na esteira dos computadores quânticos comerciais.

Da mesma forma, algoritmos semelhantes são usados ​​no mercado atual de criptomoedas para proteger carteiras e verificar a legitimidade das transações. Não há sinal de que mesmo o computador do Google tenha a capacidade de quebrar esses tipos de criptografia. No entanto, a ameaça de crescimento exponencial no poder da computação quântica torna essa possibilidade distinta nos próximos anos.

Felizmente, os computadores quânticos ainda estão longe de serem comercialmente viáveis. Eles ainda estão no estágio de desenvolvimento e têm muito mais probabilidade de serem usados ​​para pesquisa do que quebra de senhas públicas. De qualquer maneira, os padrões de criptografia precisarão melhorar para impedir e impedir a viabilidade de cracking no futuro próximo.

Perguntas sobre reivindicações de supremacia quântica do Google

Embora o Google afirme a supremacia quântica como um grande avanço, alguns de seus rivais estão menos convencidos dos méritos da conquista. O termo “supremacia quântica” sugere que computadores quânticos agora são mais poderosos e úteis que computadores clássicos, mas essa é certamente uma afirmação controversa.

Dario Gil, chefe de pesquisa da IBM (um grande rival no espaço da computação quântica), chamou as alegações do Google de "simplesmente erradas". Gil observa que a pesquisa é apenas "um experimento de laboratório projetado para implementar essencialmente - e quase certamente exclusivamente - um procedimento de amostragem quântica muito específico, sem aplicações práticas. ”Em outras palavras, a pesquisa do Google se concentra em um tipo muito restrito de computação que revela pouco sobre os recursos mais amplos do computador.

Supremacia quântica - quando um computador quântico supera um computador clássico para uma determinada tarefa.

No entanto, Chad Rigetti, ex-executivo da IBM, considerou o anúncio um "grande momento para os seres humanos e para a ciência". Daniel Lidar, professor de engenharia da Universidade do Sul da Califórnia, observou a escala da inovação do Google. A empresa reduziu a interferência de qubit - conhecida como "diafonia" - reduzindo bastante a taxa de erro do computador em comparação com a sua rival.

A implicação é que o Google agora poderá aumentar o tamanho de seus computadores quânticos graças a resultados mais baixos de erros. Mais qubits com baixo erro aumentarão exponencialmente o poder de processamento dos computadores quânticos, tornando-os muito mais viáveis ​​para a solução de problemas complexos. No entanto, ainda há muito mais trabalho a ser feito em programação.

Por fim, os computadores quânticos são úteis apenas para um conjunto limitado de tarefas. Eles são caros para construir, executar e programar. Essa complexidade significa que eles provavelmente só serão usados ​​com moderação em tarefas muito específicas. Embora isso não diminua o marco da supremacia quântica do Google e o fato de a computação quântica parecer cada vez mais viável a cada ano.