Quando menos é mais - A era do computador quântico

por João Aranha

29.08.2019

Há 70 anos a eletrônica passou por uma formidável revolução: as válvulas, grandes, quentes e de vida limitada foram substituídas pelos transistores, dando início a um processo de miniaturização que tinha por objetivo ocupar menos espaço, economizar energia e diminuir os custos.

25 anos depois surgiram os supercondutores, materiais que conduzem eletricidade sem que haja resistência nem perdas.

Estas invenções deram a seus descobridores os prêmios Nobel de 1956 e 1972, respectivamente.

Desde 1959, o físico americano Richard Feynman (1918/1988) defendia em artigos que as aplicações práticas dos preceitos da mecânica quântica, com o tempo, substituiriam com vantagens àqueles defendidos pela física clássica.

No ano em que Feynman foi agraciado com o premio Nobel – 1965 - um químico e físico americano, fundador da Intel Corporation, Gordon Moore, hoje com 90 anos, publicou um artigo com considerações a respeito do futuro dos computadores, conhecidas como “Lei de Moore”.

Dizia Moore que, com custo igual, a capacidade de processamento dos computadores (todos eles e não apenas os que sua empresa fabricava) dobraria aproximadamente a cada ano e meio. Esta lei vem se demonstrando ser verdadeira até os dias de hoje e, projetada para o futuro poderá nos levar a conquistas inimagináveis.

A lei de Moore nos conduz de volta a Feynman, que sugeriu, em 1981, que os fenômenos das dimensões moleculares, atômicas e subatômicas dariam continuidade às previsões de Moore, estabelecendo-se então o que seria conhecido como computação quântica.

Realmente, a cada ano e meio, os transistores, representados pelos bits nos computadores são reduzidos à metade, concentrando-se bilhões de transistores em um único chip e se projetarmos a Lei de Moore para um futuro próximo, cada bit terá a dimensão de um único átomo e assim sucessivamente até se invadir o campo subatômico.

Com a diminuição do tamanho aumenta-se a velocidade do processamento das informações. Um computador quântico quebrará toda e qualquer criptografia e poderá, por exemplo, decompor rapidamente em fatores primos números com mais de 1.000 algarismos, algo que hoje em dia mesmo com os supercomputadores levaria um tempo considerável. Este formidável aumento da velocidade, ao contrário do que se vê em filmes, não violará a teoria da relatividade que diz que uma informação não pode ser transmitida com velocidade maior do que a da luz no vácuo (300 mil km/seg.).

Ocorre, porém, que a introdução de novos algoritmos baseados em princípios quânticos não se limitará apenas a aumentar a velocidade do processamento das informações, mas substituirá o bit pelo q-bit, ou seja, o sistema deixa de ser um binário clássico, quando 0 e 1 são mutuamente excludentes, e passa a processar todas as combinações possíveis de 0 e 1 simultaneamente.

Quando os supercomputadores atuais defrontam-se com fenômenos, como os da natureza, onde ocorrem o maior número possível de detalhes, eles conseguem trabalhar apenas por aproximações onde parte importante se perde. Já os quânticos irão além simulando as próprias leis da natureza.

Uma informação quântica desaparecerá de um lugar e reaparecerá instantaneamente em outro, sem atravessar o espaço que as separa e ainda será livre de interferências.

Este fenômeno – que Einstein chamava de “fantasmagórico” é conhecido como teleporte ou teletransporte, já comprovado por americanos e chineses em experiências recentes.

Há uma correlação entre dois objetos separados por bilhões de quilômetros - que os físicos chamam de emaranhamento - através de uma informação quântica que não carrega nem matéria nem energia e, por enquanto, é algo impalpável.

Talvez caiba ao próprio computador quântico a tarefa de nos dizer se a Lei de Moore se esgotará brevemente ou em que intervalo de tempo ela continuará a ocorrer indefinidamente.