Imaginem um mundo onde todas as leis da física, tal como as conhecemos, são obedecidas mas onde diferentes decisões são tomadas em simultâneo, criando diferentes histórias igualmente consistentes. Aqui pressupõe-se que todas as decisões tomadas nas diferentes realidades paralelas são tão reais quanto aquela que nos lembramos.
Quem ouvir este discurso pela primeira vez, pode soar a algo tirado de um filme de ficção científica. Na verdade, trata-se de uma frase do físico Geordie Rose, co-founder da D-Wave Systems, a descrever o que é a mecânica quântica.
Parece um conceito difícil de interiorizar na vida real mas é exatamente nesta teoria que se baseia a invenção tecnológica que está hoje a ser desenvolvida em segredo em vários laboratórios pelo mundo. Estamos a falar da computação quântica.
Porque precisamos de computadores quânticos?
Quando olhamos para o passado, é inegável o quanto a tecnologia avançou. Basta olhar para o smartphone que utilizamos diariamente: esse mini super-computador é mais potente que o sistema da NASA que levou o homem à lua pela primeira vez.
Mas, neste momento, existem cerca de três biliões de utilizadores ativos na internet. Isto significa que existem três biliões de pessoas a alimentar o sistema com dados, todos os dias. E enquanto esta quantidade de dados continua a crescer, cresce também a necessidade de processadores mais potentes e com maior capacidade de armazenamento. Ao mesmo tempo, as peças e componentes dos computadores querem-se cada vez mais pequenas e leves. Este processo está prestes a atingir o seu limite e estamos a aproximar-nos de uma barreira física para o nosso progresso tecnológico.
Os computadores de hoje podem parecer perfeitamente adequados a nível da velocidade e armazenamento para o uso do dia-a-dia. Mas, quando falamos em resolver um problema onde o número de variáveis e condicionantes é extraordinariamente grande, precisamos de uma máquina extraordinariamente sofisticada que possa obter a solução muito mais rapidamente.
O que é afinal um computador quântico e porque é diferente?
Os computadores tradicionais funcionam utilizando dígitos binários (ou bits) que podem assumir o valor 1 ou 0. A grande diferença para um computador quântico é que este utiliza qubits, onde um bit pode ser um 0, um 1 ou os dois ao mesmo tempo.
Isto é possível devido a algo chamado superposição que, de uma forma muito simples, acontece quando uma partícula de energia está em vários sítios em simultâneo. Este comportamento aparentemente mágico é possível devido a uma combinação de ciência, física e um pouco de matemática.
Para perceber melhor o que distingue estes computadores, Satya Nadella, CEO da Microsoft, deu um exemplo: se um computador tradicional tivesse que encontrar a solução de um labirinto, este iria optar por um caminho, encontrar um beco sem saída, dar meia-volta e tentar um caminho alternativo, até esgotar todas as opções. Claro que este método é possível, mas encontrar a solução demora muito tempo. É esse o problema dos computadores de hoje: só conseguem fazer uma coisa de cada vez e por isso, quanto mais complexa a tarefa, mais tempo irá demorar até ser terminada. Já um computador quântico, seria capaz de analisar todas as alternativas em simultâneo, quase como se estivesse a percorrer todos os caminhos do labirinto ao mesmo tempo, em realidades paralelas.
Como vamos poder utilizá-los?
Por enquanto, os computadores quânticos não irão substituir os nossos computadores pessoais mas, em certas áreas, a sua potência é um verdadeiro game-changer.
Uma delas é a pesquisa em bases de dados. Um computador quântico consegue encontrar o que procuramos numa fração do tempo, o que para bases de dados gigantes e complexas significa uma diferença incrível.
Outra utilização são as simulações virtuais de vários cenários, com múltiplas variáveis em jogo. As simulações quânticas poderão ser capazes de criar novas percepções que revolucionem a formação de diagnósticos e outras descobertas na medicina.
Outras áreas que podem beneficiar vão desde a ciência forense e finanças à previsão da meteorologia e o controlo de tráfego aéreo.
Se pensarmos no quanto o computador de hoje revolucionou as nossas vidas, é difícil conceber o que uma nova revolução nesta área poderá trazer. Podemos prever alguns avanços e melhorias em certas áreas mas a verdade é que a computação quântica não irá só trazer soluções a tarefas até hoje impossíveis, como irá trazer resposta a problemas que ainda nem conseguimos imaginar.
Existem riscos?
As utilizações mais comuns dos computadores quânticos estão a “arruinar” a segurança informática. Neste momento, os nossos dados bancários e de navegação estão em segurança devido a um sistema de encriptação no qual oferecemos a todos uma chave pública encriptada que apenas nós conseguimos desencriptar. O problema é que esta chave pública pode ser utilizada para encontrar a nossa chave privada secreta. Felizmente, fazer estes cálculos matemáticos num computador tradicional iria literalmente levar anos a fio até encontrar a solução. Mas um computador quântico, com o seu processador poderoso, poderia fazê-lo num abrir e fechar de olhos. Isto significa que a utilização de computação quântica implica criar soluções de segurança ao nível da mecânica quântica que mantenham os nossos dados a salvo.
Estamos próximos de ter um computador quântico em casa?
Nem por isso. É provável que cheguemos a usar um durante a nossa vida mas ainda estamos longe de os encontrar por aí à venda nas lojas. A investigação nesta área está a acontecer muito rapidamente e até foi o motivo do Prémio Nobel da Física em 2012 mas ainda existe um longo caminho a percorrer. Os desafios surgem com a dificuldade em controlar e manipular um estado quântico, algo que torna a encriptação de informação quântica muito difícil, tal como a vulnerabilidade desta mesma informação aos distúrbios do ambiente à sua volta. Para poder funcionar, um computador quântico tem de estar num ambiente completamente isolado à temperatura de -273ºC, algo difícil de recriar no conforto da nossa casa.
No entanto, empresas como a Google, IBM, Microsoft (e até vários governos) estão bem cientes das potencialidades desta tecnologia e todos querem participar na corrida para conseguir construir o melhor e mais poderoso computador quântico do mundo.
Muitas coisas que antes considerámos parte do mundo da ficção científica estão gradualmente a ganhar forma e a tornar-se realidade. Neste momento, não sabemos se a computação quântica será utilizada apenas como uma ferramenta muito especializada ou se será uma grande revolução para a humanidade. Não fazemos ideia dos limites da tecnologia e a única forma de descobrir é ficar para ver.
