Os velhos bits criados há décadas passadas parecem que resolveram evoluir. Afinal, por que ser 0 ou 1 quando podem ser os dois ao mesmo tempo? Com os princípios da física quântica, cientistas conseguiram criar a próxima era dos bits, os Qubits. Esses são capazes de assumir mais de um estado ao mesmo tempo, criando um incrível poder de processamento e tornando qualquer supercomputador atual em sucata.
Seria possível estar em dois lugares ao mesmo tempo? Ou, então, um computador capaz de decifrar o melhor código RSA existente em menos de um ano? Graças à mecânica quântica, isso será capaz.
A computação Quântica tem como base a grande maioria dos fenômenos da física quântica. Richard Feynman inicia a história da computação quântica em 1981. Porém, foi em 1994 que Peter Shor alavancou de vez a computação quântica, quando elaborou um incrível algoritmo quântico capaz de fatorar grandes números inteiros rapidamente (um dos atuais problemas da computação clássica).
Os CQ (Computadores quânticos) não mais utilizam milhares de elétrons para representar estados de ligado e desligado (0 e 1), mas sim são capazes de utilizar cada elétron em particular. Também podem ser construídos através de fótons, nêutrons, prótons, entre outros. Através dessas propriedades, foi possível criar uma nova unidade de bit, o Qubit (bit quântico). Esse, por sua vez, é capaz de assumir estados interessantes, como 0 ou 1 e até mesmo ambos, 0 e 1. Essa técnica é chamada de sobreposição.
Uma maneira que físicos utilizam para explicar tal fenômeno seria a metáfora do gato de Schrödinger. Simplificadamente, ela sugere que você imagine um gato dentro de uma caixa de papelão, o mesmo tem 50% de chances de estar vivo e 50% de chances de estar morto, ou seja, morto e vivo ao mesmo tempo (0 e 1). A menos que alguém o observe, o gato estará neste estado de sobreposição. Porém, se a caixa for aberta, finalmente será possível observar se o gato está vivo (1) ou está morto (0). O simples fato de observar (medir) é capaz de alterar os estados dos Qubits. A informação armazenada por um conjunto de Qubits cresce exponencialmente 2^n. Portanto, caso você queira saber quanto valem 6 qubits, basta aplicar a fórmula, exemplo: 2^6= 64 bits.
Os spins dos átomos são explorados como técnicas de manipulação, eles são capazes de produzirem giros numa direção ou noutra, para isso atualmente já existem técnicas bem maduras, como, por exemplo, a ressonância magnética nuclear. A partir disso, é possível criar processadores quânticos que tenham poder de processamento incalculável.
Imagine um labirinto com centenas de encruzilhadas, porém uma única saída. Para que um computador clássico consiga encontrar a saída, ele teria que ir processando com base na tentativa e erro até obter o caminho correto e encontrar a saída, exigindo assim vários ciclos de processamento. Já no computador quântico, todas as possibilidades são calculadas em um único ciclo, e apenas a resposta correta é retornada.
Na área de segurança, seria possível criar protocolos com mais de 99,99% de segurança, graças a outro fenômeno da física quântica, o emaranhamento. Um fato bizarro que Albert Einstein batizou de “fantasmagórica ação à distância”. Consiste basicamente em criar duas partículas de fótons, por exemplo, em condições especiais, e a partir disso, ambas passam a se comportarem como se estivessem sempre conectadas uma a outra, independente da distância entre elas, como em um tipo de telepatia. Qualquer alteração do estado quântico de uma implica a mudança instantânea da outra, mesmo a milhares de km de distância.
O protocolo BB84 tem como base o princípio do emaranhamento onde são criadas partículas gêmeas. Então, um integrante de cada par é enviado para um receptor, através de um meio (fibra óptica, no caso de fótons), carregando a mensagem, na forma de informação quântica. Se alguém mal intencionado resolva interceptar uma ou mais dessas partículas para tentar arrancar delas a mensagem sigilosa, o emissor irá comparar o estado quântico de suas partículas com o daquelas em posse do destinatário. Caso haja alguma diferença entre os dois conjuntos, ambos ficam sabendo que houve uma tentativa de interceptação, e com isso, podem tomar as medidas necessárias.
A computação quântica está cada vez mais próxima da realidade. O primeiro computador deste tipo criado é conhecido por D-Wave, foi vendido para uma empresa de armas por mais de 10 milhões de reais. Sem dúvida, ela será fundamental para criar um novo patamar no que se diz respeito à segurança da informação, e também no desenvolvimento de novas tecnologias.
Sendo assim, fica clara a grande importância que essa nova área da computação tem, uma gama muito grande de benefícios está por vir. Porém, não espere encontrar tão cedo essa tecnologia em desktops e notebooks. Por mais que ela já esteja em um ritmo bom de desenvolvimento, muitos paradigmas ainda necessitam ser quebrados. Afinal, trabalhar com elementos quânticos não é tão simples, uma vez que problemas como superaquecimento, equipamentos gigantes e custos elevados são algumas das barreiras a serem quebradas. Até o fato de medir e extrair valores dos Qubits não é simples, pois as condições devem ser perfeitas, já que qualquer interferência significa todo um resultado perdido, gerando inconsistência. Mesmo assim, a computação quântica é uma realidade, uma área interessante e que, cada vez mais, fará parte de nosso dia a dia. Talvez em breve, numa simples transação bancária, essa realidade já estará presente. Você está preparado para ficar quântico?
Autor: Tiago Colleoni Zaro
Fonte Micreiros.com
Fontes de pesquisa:
http://reocities.com/capecanaveral/6639/cquant.htm
http://www.ced.ufsc.br/men5185/trabalhos/47_Computacao_Quantica_II/04_frameset.html
http://www.tecmundo.com.br/computacao-quantica/2666-e-hora-de-descobrir-os-segredos-da-computacao-quantica.htm