Ao contrário da computação clássica, que processa informações por bits que podem existir em zeros ou uns, a computação quântica é um campo em evolução onde os bits quânticos (ou qubits) podem ocupar zero e um em uma única unidade. Grandes empresas de tecnologia como Google e IBM, bem como organizações menores como D-Wave Quantum e TreQ, concordam geralmente com as aplicações mais maduras e promissoras da indústria quântica, que vão desde percepções médicos até otimização de entrega de última milha.
Embora ainda existam perspectivas diferentes sobre quanto tempo levará até certos tipos de computação quântica atingiram a viabilidade comercial, especialistas de grandes empresas de tecnologia como Google e IBM, bem como organizações menores como Onda D Quântica e TreQ concordam geralmente com as aplicações industriais mais maduras e promissoras da Quantum, que vão desde visões médicos até otimização de entrega de última milha. No entanto, num espaço repleto de incógnitas, ainda há muito a aprender sobre o destino potencial de um mundo nas mãos do Quantum.
Ao contrário da computação clássica, que processa informações por bits que podem existir em zeros ou uns, a computação quântica é um campo em evolução onde os bits quânticos (ou qubits) podem ocupar zero e um em uma única unidade. Esses qubits podem então basicamente se comunicar entre si para aumentar ainda mais a velocidade e a complexidade do processamento de informações em um cálculo.
No campo da computação quântica, existem dois tipos de tecnologias. O que a maioria das pessoas se refere quando fala sobre isso são modelos universais baseados em portas. O segundo modelo é chamado de recozimento quântico. “É uma tecnologia diferente”, explicou Mandy Birch, CEO e fundadora da TreQ, uma empresa de engenharia de sistemas quânticos focada em aplicações de manufatura.
Empresas como Google, Microsoft, Amazon e IBM estão buscando agressivamente a computação quântica de modelo de porta, cada uma com diferentes tecnologias e estratégias de qubit. A D-Wave trabalha principalmente com tecnologia de recozimento, que atende principalmente empresas que desejam otimizar suas operações. Os modelos de recozimento ainda têm um longo caminho a percorrer, mas, diferentemente dos modelos de portas que os pesquisadores continuam desenvolvendo, o recozimento é capaz de agregar valor comercial hoje.
“É mais uma heurística do que uma solução absoluta”, disse Birch sobre a tecnologia de recozimento. Ainda assim, estes sistemas podem geralmente ajudar as empresas a melhorar a eficiência operacional em comparação com o que conseguem alcançar com os sistemas de computação clássicos.
Aplicações de chips quânticos: Hype vs. realidade
“Os computadores quânticos são capazes de resolver problemas impossíveis para a IA ou os supercomputadores, mesmo na melhor das hipóteses”, disse Charina Chou, diretora de operações do Google Quantum AI, fabricante do processador de computação quântica Willow chip, na recente conferência SXSW.
Aqui, Chou está se referindo a um conceito chamado supremacia quântica, onde a tecnologia quântica completa cálculos complexos que nenhum computador clássico poderia concluir de forma realista (por exemplo, um cálculo quântico de cinco minutos pode levar 10 septilhões de anos em um supercomputador binário). Alternativamente, alguns sistemas quânticos podem alcançar vantagens quânticas, onde simplesmente têm um desempenho melhor do que a computação clássica.
Cientistas da D-Wave, bem como instituições como o Quantum Matter Institute de Vancouver publicou um relatório inovador em março, anunciando que sua tecnologia quântica de recozimento alcançou “a primeira e única demonstração mundial de supremacia computacional quântica em um problema útil do mundo real”.
A empresa realizou simulação de materiais magnéticos em minutos com um nível de precisão que levaria quase um milhão de anos usando um supercomputador clássico. Numa entrevista, o CEO da D-Wave, Alan Baratz, explicou que esta capacidade pode avançar tecnologias como smartphones e sensores.
“Usamos sensores em ressonâncias magnéticas, scanners cerebrais, scanners cardíacos. Esses sensores são de material magnético”, disse ele. “O benefício que advém disso é a capacidade de ver coisas no corpo humano que ainda não conseguimos ver, para uma melhor compreensão e um melhor diagnóstico”.
Barataz também disse à CNBC em janeiro que o D-Wave é “comercial hoje” e que empresas como a Mastercard e a japonesa NTT Docomo estão usando seus computadores quânticos na produção para beneficiar suas operações comerciais. “Não daqui a 30 anos, nem daqui a 20 anos, nem daqui a 15 anos”, disse Baratz. Também é usado pelo Patterson Food Group para otimizar o agendamento da força de trabalho.
A receita da D-Wave ainda é baixa, com as vendas trimestrais mais recentes relatadas em US$ 1,9 milhão.
Chou também apontou a importância dos avanços da Quantum no espaço médico. “Há vinte e um anos, o meu marido […] enfrentava um diagnóstico de cancro muito difícil”, disse ela. Ele passou por quimioterapia e radioterapia, nenhuma das quais funcionou, mas teve a sorte de participar de um ensaio clínico que o salvou. Hoje, o marido de Chou é oncologista. Usar a computação quântica para “calcular fundamentalmente o que está acontecendo dentro dessas moléculas” poderia aumentar nossa capacidade de resolver esses problemas, disse Chou.
Descoberta de medicamentos é uma boa aposta quântica para o futuro
No lado do modelo de porta da equação quântica, Birch está confiante de que qualquer lugar onde um computador de alto desempenho seja importante hoje será significativamente alterado pelo Quantum no futuro. Mas ela acrescentou: “Não sei se isso significa em cinco anos, 10 anos ou 20 anos”.
Ela prevê que a indústria financeira faça uso da otimização quântica, mas está particularmente entusiasmada com o impacto na indústria farmacêutica, que é inerentemente mecânica quântica devido ao uso de compostos orgânicos (na verdade, toda matéria e energia são mecânicas quânticas por natureza).
Referindo-se ao trabalho farmacêutico, Birch disse: “Neste momento, a dinâmica molecular é tão complexa que a matemática rapidamente fica fora de controle… Mas imagine, em um processo de descoberta de medicamentos, em vez de ter que fazer toda a química úmida, um experimento de cada vez, para ser capaz de executar milhões de simulações em um computador em um nível de dinâmica molecular, antes mesmo de entrar na química úmida e no teste.”
Isto, disse ela, daria aos cientistas uma probabilidade muito maior de encontrar soluções, e isso também informaria as indústrias, incluindo a aeroespacial e a defesa. Alguns se preocupam com o potencial impacto negativo, dado o quão poderosa a tecnologia poderia ser, mas Birch disse: “A tecnologia é sempre neutra. É quando você a coloca em mãos humanas que ela faz bem ou mal”.
“Depois, há coisas mais chatas e onipresentes, como a otimização”, disse Birch. “Se você puder economizar 1% em sua conta de combustível se for FedEx, UPS, isso é realmente importante.”
A otimização da logística portuária já está em ação hoje.
Uma coisa que qualquer solução quântica provavelmente fará é realizar cálculos usando soluções híbridas que fazem parceria com supercomputadores e computadores de IA. Algum trabalho pode ser feito nativamente apenas no Quantum, mas com toda a infraestrutura que já existe, faz sentido usar o que está disponível.
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Este conteúdo foi fornecido pela CNBC Internacional e a responsabilidade exclusiva pela tradução para o português é do Times Brasil.
