Computação quântica: casos de uso comercial em potencial

Em contraste com um computador comum, que alterna bits entre 0 e 1, os computadores quânticos utilizam as leis peculiares da mecânica quântica. Qual é a chave? Qubits! Eles podem ser 0 e 1 ao mesmo tempo (também conhecido como superposição). Isso significa que esses computadores podem calcular soluções de forma diferente dos computadores convencionais e resolver problemas de uma maneira que levaria séculos para os computadores convencionais.

Na década de 1980, Richard Feynman, um físico visionário, desempenhou um papel de liderança na revelação do potencial dos computadores quânticos. Desde então, o esforço para usar a teoria quântica em máquinas reais se intensificou. Mesmo que ainda existam obstáculos consideráveis a serem superados, a computação quântica não é mais apenas um sonho impossível. A realização de computadores quânticos em grande escala ainda não está completa, mas seu potencial para mudar várias áreas da ciência é inegável.

A tecnologia quântica estabelece um paradigma de computação completamente novo que pode ser usado para resolver problemas complexos que excedem os recursos dos computadores atuais. A computação quântica é enfatizada como uma tendência importante devido à sua grande promessa e dinamismo. Neste blog, vamos nos aprofundar no extraordinário mundo da computação quântica.

A busca pela supremacia na computação quântica está em pleno andamento e está consumindo somas consideráveis de dinheiro. Governos, gigantes da tecnologia e investidores de capital de risco estão investindo ativamente e acelerando o desenvolvimento dessa tecnologia revolucionária. Mas não é um esforço realizado por indivíduos. Como parte desses esforços conjuntos, cada vez mais colaborações e parcerias estão surgindo entre empresas de tecnologia, instituições de pesquisa e até mesmo concorrentes. É uma visão compartilhada que está até mesmo levando os concorrentes a unir forças para construir máquinas quânticas.

Os avanços tecnológicos são simplesmente notáveis. Os pesquisadores estão constantemente ampliando os limites e desenvolvendo novas arquiteturas de qubit e métodos de correção de erros. É como uma criança dando pequenos passos e, de repente, correndo pelo corredor. Esse progresso é tão notável quanto imprevisível. A computação quântica tem um imenso potencial para mudar muitas áreas da ciência e da tecnologia. Aqui estão algumas áreas importantes em que sua aplicação é particularmente promissora:

1. Ameaça à segurança: Os computadores quânticos escalonáveis podem usar o algoritmo Shor para quebrar com eficiência os padrões de criptografia atuais. Esse problema é de considerável importância geopolítica e é um dos motivos do grande interesse por essa tecnologia.
2. Eficiência energética: Devido à sua arquitetura exclusiva, os computadores quânticos podem ser capazes de resolver determinados problemas com menos energia ("energia para solução") do que os computadores convencionais, o que poderia resultar em uma economia considerável de energia.
3. Potência de computação: Os algoritmos quânticos permitem novas abordagens para problemas difíceis de serem resolvidos computacionalmente. Isso tem o potencial de superar as limitações do processamento de dados tradicional e obter progresso em três áreas principais:
   • Simulação química: Os métodos atuais de simulação de sistemas quânticos complexos com computadores clássicos são limitados. Os algoritmos quânticos oferecem o potencial de melhorar significativamente as simulações e acelerar o progresso na pesquisa de medicamentos e em outras áreas.
   • Aprimoramento da IA: Atualmente, estão em andamento pesquisas para combinar a tecnologia quântica e o aprendizado de máquina clássico em modelos híbridos para melhorar os métodos de treinamento, a precisão da classificação e o desempenho geral do modelo.
   • Resolução de problemas de otimização com mais eficiência: Com determinados paradigmas quânticos, deve ser possível resolver problemas complexos de otimização, que são frequentemente comparados à busca de uma agulha em um palheiro, com muito mais eficiência. Isso pode ter um impacto significativo na otimização em vários setores.

Um ponto importante é que, embora a tecnologia quântica seja promissora, ela continua em um estágio inicial. A construção de computadores quânticos grandes e resistentes a falhas é um desafio. Mas as pesquisas estão progredindo rapidamente, e a computação quântica tem o potencial de fazer progressos significativos no futuro.

Vamos nos dar conta de onde estamos ao construir uma máquina quântica dos sonhos.

Hardware quântico: em construção

Imagine construir um tipo de computador completamente novo que utilize as estranhas regras do mundo quântico. Esse é o estado atual do hardware quântico. Os pesquisadores continuam descobrindo a melhor maneira de construir essas máquinas, explorando diferentes abordagens, como armadilhas de íons e qubits supercondutores. Embora eles ainda não estejam prontos para substituir nossos laptops, houve um progresso impressionante no desenvolvimento de pequenos computadores quânticos.

Software quântico: na fase inicial

Assim como todo computador precisa de programas para funcionar, os computadores quânticos também precisam de um software especial. Esse "ecossistema de software quântico" continua em seus estágios iniciais. Os desenvolvedores estão criando novas ferramentas e linguagens projetadas especificamente para essas máquinas exclusivas. É como aprender uma maneira completamente nova de se comunicar com um computador, mas que lhe permite utilizar um incrível potencial de desempenho.

Política e regulamentação: em andamento

A computação quântica será uma ferramenta poderosa, mas com grande poder vem grande responsabilidade. Portanto, são necessárias diretrizes e regulamentações políticas para moldar o futuro dessa tecnologia. Isso se aplica especialmente às áreas de

• Segurança: Os computadores quânticos poderiam quebrar os códigos de criptografia que protegem nossas informações on-line e transações financeiras. Os governos e as empresas tecnológicas estão a trabalhar em conjunto para desenvolver novos padrões de encriptação resistentes a quantum para se manterem à frente da curva.
• Concorrência: A corrida pela supremacia quântica está chegando ao fim, e tanto os países quanto as empresas estão disputando a supremacia. Três grandes blocos estão surgindo: EUA e América do Norte, Europa e China. Os formuladores de políticas estão se esforçando para criar um campo de jogo nivelado que incentive a inovação e, ao mesmo tempo, evite monopólios e atividades geopolíticas.
• Considerações éticas: A computação quântica pode ter um impacto profundo em áreas como inteligência artificial e biotecnologia. Atualmente, estão sendo elaboradas regulamentações para garantir o desenvolvimento responsável e evitar o uso indevido, por exemplo, para o desenvolvimento de armas biológicas.
• Padronização: À medida que a tecnologia amadurece, a definição de padrões uniformes para hardware e software será fundamental para a cooperação e a interoperabilidade de diferentes sistemas quânticos. Isso permitirá que pesquisadores e empresas compartilhem conhecimento e desenvolvam aplicativos com mais eficiência.

Uma estrutura de política sólida para a computação quântica exige a criação de um ambiente de pesquisa dinâmico com proteções robustas contra questões éticas e de segurança emergentes. Isso requer um diálogo contínuo entre os formuladores de políticas, líderes do setor e eminentes especialistas em ética para garantir que essa tecnologia nascente seja usada para o benefício da sociedade como um todo.

Um ecossistema sólido é fundamental para o desenvolvimento da computação quântica. Esse ecossistema inclui desenvolvedores de hardware e software, bem como pesquisadores e usuários. Ao reduzir a barreira de entrada, mais pessoas poderão participar do ecossistema da computação quântica, acelerando assim o desenvolvimento dessa tecnologia e concretizando rapidamente todo o seu potencial.

Embora a realização do potencial inegável da computação quântica seja dificultada pela complexidade inerente a essa tecnologia, nossa plataforma multicloud centrada no usuário facilita o acesso, reduzindo a barreira de entrada. Oferecemos soluções de ponta a ponta que vão além da tecnologia pura, com benefícios como

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Nossa missão: Diminuir as barreiras de entrada na computação quântica e fortalecer o ecossistema!