O que é computação quântica? Veja dez termos do setor que você precisa conhecer agora

Computação quântica é um daqueles termos feitos para afastar. Riscar uma linha no chão e dizer: “daqui você não passa”. Elitista e presunçoso, mas presente em nossas vidas. O termo é presente, a tecnologia ainda pode demorar alguns anos.

Os sistemas quânticos ainda seguem frágeis e em sua maioria confinados a laboratórios, e os computadores clássicos continuam sendo os instrumentos de trabalho mais confiáveis.

Ainda assim, o desenvolvimento quântico ultrapassou um limite em que o progresso agora parece uma coisa mais tangível, não somente teórico. Em guia publicado pela Microsoft, dez conceitos explicam o vocabulário que vai cada vez mais aparecer em discussões sobre ciência, indústria e tecnologia.

Leia também: Anthropic lança Claude Opus 4.7, modelo que vai usar para aprender a controlar o mito que criou

1. Quântica: mais do que a soma das partes

A palavra "quântico" se refere à natureza em suas menores escalas, onde átomos e elétrons produzem efeitos ao se comportar como um grupo coordenado, e não como objetos separados e independentes. O termo aparece em muitos campos porque todos focam nesse nível em que o resultado pode depender de como as partes se relacionam entre si.

Uma forma de visualizar isso é imaginar um flash mob: de longe, não se percebe os dançarinos individualmente. O que se vê é todo mundo se movendo junto, em uma onda em que os passos de cada um dependem dos outros. A computação quântica aproveita esses comportamentos em grupo para processar informações de maneiras novas.

2. Qubits: os participantes individuais

Um qubit (pronuncia-se "quiubit" - como se fosse "quiu" + "bit") é a unidade básica de informação em um computador quântico. Na computação comum, a informação é armazenada em bits, que funcionam como interruptores: 1 ou 0, ligado ou desligado. Um qubit se comporta de forma diferente: está pronto para muitos estados dependendo dos sinais do grupo e capaz de mudar conforme o cálculo se desenrola.

As empresas constroem qubits de várias formas, usando desde pequenos circuitos elétricos até átomos individuais ou partículas de luz. Alguns têm cerca de um centímetro de tamanho; outros são tão pequenos que um milhão deles caberia em um chip menor que a palma da mão.

3. Superposição: mantendo opções abertas

Em vez de ficarem presos a um único caminho passo a passo, como os computadores clássicos, os sistemas quânticos permanecem flexíveis e exploram várias possibilidades ao mesmo tempo antes de chegar a um resultado. Isso é chamado de superposição.

Protegidos do ruído, calor e vibração, os qubits podem permanecer nesse estado intermediário até serem medidos. É como uma moeda girando dentro de uma caixa: enquanto gira, ela não é cara nem coroa. O ato de abrir a caixa para verificar força a moeda a cair de um lado, escolhendo um único resultado.

4. Interferência: amplificando o que importa

Na computação quântica, interferência descreve como possibilidades se combinam. Algumas se alinham e se reforçam, tornando certos resultados mais prováveis. Outras se anulam, tornando esses resultados menos prováveis. É como fones que suprimem sons que não combinam com o padrão de uma voz, amplificando os tons que se quer ouvir.

Computadores clássicos precisam aproximar o comportamento molecular com longas árvores de decisão lineares. Ao usar interferência para destacar padrões, computadores quânticos poderão ajudar pesquisadores a prever o comportamento de moléculas e explorar novos materiais.

5. Emaranhamento: qubits em relacionamento

Na computação quântica, o emaranhamento permite que a informação viva nos relacionamentos entre qubits, e não em bits isolados. Problemas do mundo real geralmente envolvem relações complexas, como encontrar um horário ou uma rota onde muitos fatores precisam se encaixar. O emaranhamento permite que um computador quântico considere várias opções conectadas ao mesmo tempo.

O aspecto mais surpreendente é que qubits emaranhados não precisam estar fisicamente próximos. Uma vez unidos por uma interação compartilhada, o relacionamento persiste mesmo que estejam distantes, como um par de luvas em que uma é sempre esquerda e a outra sempre direita.

6. Portas: dando os sinais aos qubits

Uma porta quântica é uma operação controlada que altera o estado de um qubit ou coordena múltiplos qubits. São as instruções que constroem um programa quântico, executadas por meio de pulsos precisos de energia, geralmente sinais eletromagnéticos.

Os desenvolvedores às vezes escrevem essas direções como uma partitura musical, com linhas horizontais para qubits e símbolos marcando quando as portas atuam. Sem esses sinais, não há cálculo. Portas transformam o comportamento quântico em computação.

7. Correção de erros: mantendo tudo junto

Qubits são extremamente sensíveis ao ambiente. Pequenas perturbações, como calor, vibração ou um sinal eletromagnético perdido, podem embaralhar os padrões que um computador quântico tenta construir. Por isso a correção de erros distribui a informação entre um grupo de qubits: um erro em um não prejudica todo o cálculo.

O desafio é que não se pode corrigir qubits como se detecta um arquivo corrompido, já que qualquer tentativa de ler um qubit o perturba. Um sistema de correção de erros oferece uma forma de manter tudo junto tempo suficiente para concluir o cálculo.

8. Tolerância a falhas: mantendo-se no caminho

Tolerância a falhas não significa ausência de erros. Significa que o sistema é projetado para que erros não se acumulem: eles são detectados e corrigidos rápido o suficiente para que o cálculo geral siga adiante.

Muitos dos problemas complexos que computadores quânticos prometem resolver exigem várias operações em sequência, como simular reações químicas ou o comportamento de um novo material. Sem tolerância a falhas, o estado quântico tende a se desviar ou colapsar antes de o cálculo terminar.

9. Qubits lógicos: indo além

Um qubit lógico não é só mantido intacto por um instante: ele permanece estável durante todo um cálculo. Quando pesquisadores falam em qubits lógicos, estão descrevendo um marco: demonstrar que a correção de erros e a tolerância a falhas funcionam bem o suficiente para suportar cálculos úteis.

É o ponto em que o hardware quântico para de se desmanchar antes de terminar o cálculo e começa a se comportar como uma máquina sobre a qual se pode construir aplicações reais.

10. Qubits topológicos: estabilidade por design

Grande parte do trabalho quântico atual foca em corrigir erros depois que acontecem. Os qubits topológicos seguem uma abordagem diferente: são projetados para ser menos sensíveis desde o início. Neles, a informação é distribuída pelo sistema em vez de armazenada em uma única partícula facilmente perturbável.

O Majorana 1, chip quântico experimental da Microsoft nomeado em homenagem ao físico italiano Ettore Majorana, foi criado para explorar essa ideia. A aposta da empresa é que a estabilidade pode ser construída no próprio hardware, em vez de depender apenas de software de correção de erros. O objetivo é tornar grandes sistemas quânticos mais fáceis de controlar, com proteção embutida para enfrentar os problemas mais complexos do mundo.

🔍 Ettore Majorana foi um físico italiano nascido em 1906, considerado um dos maiores talentos de sua geração. Estudou sob orientação de Enrico Fermi em Roma e fez contribuições importantes à física nuclear e à teoria das partículas subatômicas. Desapareceu em circunstâncias nunca esclarecidas em 1938, aos 31 anos, durante uma viagem de navio entre Palermo e Nápoles. Nunca foi encontrado.

Mais perto do que parece

Dez termos não tornam ninguém um especialista em computação quântica. Mas tornam o assunto menos opaco, e isso já é o suficiente para acompanhar uma das disputas tecnológicas mais intensas do momento.

Estados Unidos e China travam uma corrida silenciosa por supremacia quântica, com bilhões de dólares investidos por governos e empresas como Google, IBM e Microsoft. O prazo para aplicações práticas relevantes, que por décadas foi sempre "daqui a dez anos", hoje é medido de outra forma. Pesquisadores falam em marcos, não em promessas.

Allan Ravagnani

Siga o Times Brasil - Licenciado Exclusivo CNBC no