Os fabricantes já estão chegando
ao limite máximo da computação clássica. Para atender às necessidades da
ciência, computadores baseados nas leis quânticas estão a caminho.
No mundo todo, cientistas tentam produzir um
computador que funcione conforme as leis da física quântica. Uma equipe
canadense afirma até que eles já estão entre nós. Nem os mais céticos, porém,
duvidam que esses aparelhos serão realidade nos próximos dez anos. Os
computadores quânticos da primeira geração terão o tamanho de uma caminhonete,
vão custar milhões de dólares e consumir mais energia do que as tomadas da sua
casa podem suportar.
Além disso, é provável que o tablet ou o celular
que você já tem continuem a ser mais eficientes nas tarefas do dia a dia.
Então, por que tanto investimento? É que, para a ciência, os computadores
quânticos serão revolucionários: vão fazer cálculos hoje impossíveis até para
supercomputadores, numa velocidade incrível. Alguns protótipos já foram
apresentados, mas nenhum ainda provou ser muito prático. É um caminho difícil,
porque a física quântica é esquisita e imprevisível. Uma amostra disso: segundo
as leis quânticas, os computadores vão fazer operações em universos paralelos,
em várias dimensões ao mesmo tempo. Por isso serão tão rápidos.
O mundo que percebemos segue a mecânica de Newton.
Se um objeto cair de uma mesa, sabemos intuitivamente onde ele vai parar. Já no
mundo da mecânica quântica, leis diferentes determinam os movimentos dos átomos
e das partículas subatômicas, como os elétrons e nêutrons. Essas leis são tão
estranhas que Niels Bohr, um dos físicos mais importantes da área, disse: “Se alguém falar que consegue pensar em
física quântica sem ficar zonzo, é porque certamente não a compreendeu”.
Um exemplo: se você correr de encontro a uma
parede, vai bater e se machucar. Mas se um elétron fizer o mesmo, pode
atravessar a parede. Aliás, nem precisa atravessar: provavelmente ele já está
na sua sala e na do vizinho ao mesmo tempo. É nesse campo maluco da ciência que
os próximos supercomputadores estão sendo desenvolvidos.
QUAL A
DIFERENÇA?
Um computador clássico faz cálculos processando uma
etapa de cada vez. Eles já estão bem rápidos porque os transistores, as
unidades que contêm as informações em bits (bit é a menor unidade de informação
que pode ser armazenada ou transmitida), foram ficando menores e mais próximos.
Mas as operações para as pesquisas científicas estão maiores e mais complexas.
Chegamos a um ponto em que certos cálculos levariam milhares de anos para ser
concluídos até pelo computador mais poderoso do mundo (veja texto ao final da
reportagem). Agora, imagine se você pudesse teclar ao mesmo tempo em milhões de
computadores.
Voltemos aos bits para entender a diferença. Os
computadores clássicos trabalham com sistemas binários, porque os bits só podem
estar ligados ou desligados. Na linguagem da computação, eles marcam 1 ou 0.
Mas os qubits, os bits quânticos,
são bem mais versáteis, porque têm a propriedade da superposição: eles podem
estar nas posições 1 e 0 ao mesmo tempo. A vantagem está no número de
combinações possíveis entre as unidades que contêm informações. Para montar um
computador quântico, precisamos de átomos isolados. Retire o elétron do átomo e
prenda-o em um cristal de material estável, tantas vezes quantas julgar
necessário… Há cientistas que já conseguem montar “transistores” com qubits de
verdade.
Em 2012, uma equipe da Universidade de Nova Gales
do Sul (Austrália) pôs dois qubits lado a lado e fez o primeiro cálculo com
tecnologia quântica da história. Segundo Andrew Dzurak, um dos pesquisadores,
eles montaram os circuitos usando silício, que pode ser explorado em escala
industrial. “O problema é que os qubits
precisam de temperaturas muito baixas, que só conseguimos atingir com máquinas
que têm o tamanho de quatro geladeiras juntas. Então, não dá para imaginar que
teremos um computador quântico no bolso tão cedo”, diz Dzurak.
As dificuldades não param aí. Além de isolar
elétrons e deixar a máquina numa temperatura mais baixa do que a de Plutão
(-273° centígrados), é preciso manter os qubits em sincronia. “Hoje, alguns laboratórios conseguem manter
a sincronia com um número pequeno de qubits e apenas durante poucas operações”,
explica Andrew Millis, da Universidade Columbia, em Nova York.
Teremos de aguardar o avanço da computação quântica
para apreciarmos esta maravilha computacional.
(Da Revista Planeta)
