A badalação em torno da computação quântica, uma tecnologia potencialmente revolucionária que há 35 anos é o sonho de físicos e cientistas da computação, está para receber um grande impulso.

A expectativa é que dois marcos científicos capazes de colocar em evidência os avanços nesse campo sejam anunciados nas próximas semanas por duas das maiores empresas de tecnologia do mundo. Se eles vão ter de fato alguma utilidade comercial, no entanto, é uma questão bem diferente.

Algumas das principais empresas da área dizem que as máquinas quânticas, que se valem das propriedades da mecânica quântica para acelerar imensamente a velocidade da computação, vão ter importantes aplicações práticas dentro de cinco anos - bem antes do que se imaginava.

"Temos uma oportunidade de resolver uma série de problemas que não poderíamos resolver antes", diz Todd Holmdahl, chefe da equipe quântica da Microsoft, que concorda com a previsão de cinco anos. "Em um computador clássico, levaria o tempo de vida do universo para resolver".

A empresa canadense DWave começou a vender um tipo de máquina quântica com recursos limitada há sete anos, embora a verdadeira meta seja criar um computador de fins gerais que possa ser programado para resolver uma série de tarefas fora do alcance dos computadores de hoje. A tecnologia supostamente permitiria, por exemplo, simular moléculas, facilitando a descoberta de remédios inovadores, ou ampliar imensamente o aprendizado das máquinas.

Outros que trabalham com a tecnologia, contudo, consideram essas previsões demasiadamente otimistas. Mike Mayberry, chefe da Intel Labs, prevê que ainda há pela frente uma "corrida de dez anos" entre as grandes empresas tecnológicas antes que uma tecnologia realmente viável surja. "Ainda estamos na era dos sistemas de brinquedo", diz.

Os dois marcos iminentes, da Microsoft e do Google, vão mostrar como ideias que até pouco tempo atrás estavam apenas nas fronteiras teóricas da física rapidamente vêm assumindo formas práticas.

Apesar de ter começado a trabalhar em computação quântica há 12 anos, a Microsoft ainda não havia produzido um bit quântico (qubit, o bloco de construção básico das máquinas quânticas) operacional. Agora está "iminentemente próxima" de anunciar que superou esse estágio, diz Holmdahl.

A empresa canadense DWave começou a vender uma máquina quântica limitada sete anos atrás
Anúncios desse tipo normalmente são feitos por meio de estudos em revistas científicas, que passam por análises de outros cientistas antes da publicação. Além de ser um marco para a Microsoft, também vai ser "um momento importante para a ciência", diz Holmdahl.

A Microsoft levou mais tempo do que outros: a Ibm anunciou seu primeiro qubit operacional em 1998 e, em dezembro, divulgou que havia arregimentado parceiros para ajudar a desenvolver aplicações práticas para a tecnologia. O design do qubit da Microsoft, no entanto, representa uma aposta gigantesca em uma tecnologia não comprovada. Se a aposta se mostrar acertada, então a empresa de softwares vai rapidamente superar as que haviam largado à frente e ganhar enormes vantagens.

O design da Microsoft supera uma das maiores desvantagens da tecnologia. As máquinas quânticas dependem muito do processo conhecido como "detecção e correção de erros" para compensar o fato de que os qubits são inerentemente frágeis. Eles permanecem apenas em estado quântico por uma mínima fração de tempo e são difíceis de ler sem interferir nos resultados.

A resposta da empresa foi um tipo de qubit que efetivamente fragmenta os elétrons, de forma que a mesma informação é mantida em múltiplos lugares ao mesmo tempo. Se uma parte do qubit se perder, a informação contida não será perdida, o que torna todo o sistema muito mais estável.

Essa tolerância a falhas embutida nos computadores que usam os chamados "qubits topológicos" poderia dar-lhes uma grande vantagem sobre sistemas menos sólidos. "Eles têm tantos erros que vão simplesmente ficar fora do ritmo", diz Holmdahl sobre os computadores que usam qubits mais frágeis. "Onde eles precisam 1 mil ou 10 mil [qubits], vamos precisar de apenas um, porque nossa detecção e correção de erros é muito melhor que a deles".

Ainda assim, fazer um único qubit operacional - presumindo que a Microsoft tenha de fato chegado a esse estágio - é apenas o primeiro passo. Ainda não está claro qual das tecnologias rivais de qubit vai se mostrar mais eficiente à medida que os fabricantes tentem ampliar os sistemas rudimentares de hoje e torná-los computadores completos com fins gerais, diz Mayberry.

O outro marco aguardado, do Google, é a primeira demonstração de uma máquina quântica solucionando um problema no exato limite do que estaria fora de alcance para um computador "clássico", fabricado com base nos princípios de design atuais.

Mesmo que as inovações sejam confirmadas, ainda há um longo caminho para as companhias
A grande virada, quando as máquinas quânticas superarem até os sistemas de computação clássicos mais potentes, é conhecida no campo como a "supremacia quântica". Atingir esse ponto seria "muito significativo cientificamente, uma vez que seria inédito na computação e sinalizaria que os computadores quânticos cruzaram um limiar", diz Daniel Lidar, professor e especialista em computação quântica na Universidade do Sul da Califórnia.

O Google havia traçado um cronograma para atingir a supremacia quântica até o fim de 2017, com os testes programados para começar nos últimos dias do ano. O teste foi idealizado para mostrar que seu sistema de 49 qubits conseguiria solucionar um problema projetado para estar além do alcance de qualquer computador clássico. A empresa não comentou quais foram os resultados. Caso o teste tenha sido bem-sucedido, ainda precisaria ser analisado antes da publicação científica.

A Ibm, no entanto, se antecipou e arrebatou parte da novidade planejada pelo site de buscas quando conseguiu programar um supercomputador para simular uma máquina quântica com mais de 50 qubits, um feito que não se imaginava possível. Agora é provável que tenhamos "uma verdadeira corrida", na qual os fabricantes de computadores quânticos e clássicos fiquem superando uns aos outros durante algum tempo, até que os sistemas quânticos assumam de vez a liderança, segundo Lidar.

Mesmo se o Google for bem-sucedido em sua iniciativa pela supremacia quântica - tendo por base um problema projetado para ser insolúvel por um computador tradicional - Lidar e outros especialistas dizem que a tecnologia ainda estaria bem longe de aplicações práticas. Isso, entretanto, não tira a legitimidade das pesquisas na área.

Mesmo se inovações como as da Microsoft e do Google forem confirmadas, ambas as empresas, assim como outras companhias, ainda terão grandes desafios pela frente para descobrir como expandir e, então, programar sistemas que podem vir a precisar de 1 milhão de qubits ou mais e ser capazes de solucionar problemas complexos.

Além da dificuldade de conseguir que os qubits mantenham seus estados quânticos por mais do que alguns microssegundos, será preciso desenvolver controles eletrônicos capazes de operar a temperaturas extremamente baixas. "Vai ser muito difícil continuar expandindo [os sistemas]", diz Mayberry.

Por outro lado, Holmdahl, um experiente gerente de produtos entre cujos feitos está o papel central na criação do aparelho de jogos eletrônicos Xbox, não vê isso de maneira muito diferente de qualquer outro problema relacionado a equipamentos. A Microsoft reduziu para apenas duas semanas o tempo necessário para elaborar e testar cada nova iteração - o método de repetição usado para calcular funções - de sua máquina. Em todos os outros mercados de equipamentos quem consegue "uma iteração mais rápida, ganha", diz Holmdahl. "Isso está acontecendo", diz. "É como a exploração do espaço. Vamos enviar pessoas à lua." (Tradução de Sabino Ahumada)

Fonte: Valor Online

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Publicado em: 30/01/2018 12:58:33