O estudo do Google sobre um experimento de \u201csupremacia qu\u00e2ntica\u201d realizado com um processador capaz de calcular em tr\u00eas minutos o que, a princ\u00edpio, levaria 10.000 anos, e que vazou em setembro por engano, foi publicado na revista \u201cNature\u201d nesta quarta-feira (23).<\/p>\n
Brevemente divulgado (e depois retirado) no portal da Nasa (a ag\u00eancia espacial americana), o estudo foi revelado pelo jornal \u201cFinancial Times\u201d em 21 de setembro.<\/p>\n
Nele, uma equipe de pesquisadores do Google descreve como conseguiu criar um processador, chamado Sycamore, capaz de realizar um c\u00e1lculo em 200 segundos, enquanto uma supercalculadora \u201ccl\u00e1ssica\u201d teria precisado, para a mesma tarefa, segundo suas refer\u00eancias, de \u201ccerca de 10.000 anos\u201d.<\/p>\n
\u201cEsta acelera\u00e7\u00e3o fenomenal, comparada com todos os algoritmos cl\u00e1ssicos conhecidos, \u00e9 uma experimenta\u00e7\u00e3o da supremacia qu\u00e2ntica\u201d, explicam os pesquisadores na Nature.<\/p>\n
Espec\u00edfico para este teste, o c\u00e1lculo \u00e9 \u2013 segundo eles \u2013 uma \u201cetapa no caminho\u201d do computador qu\u00e2ntico universal. O equipamento \u00e9 muito esperado no mundo da inform\u00e1tica. A expectativa \u00e9 que venha a ter um impacto consider\u00e1vel na capacidade da sociedade de processar as informa\u00e7\u00f5es.<\/p>\n
J\u00e1 existem aplica\u00e7\u00f5es concretas que usam sistemas h\u00edbridos de inform\u00e1tica cl\u00e1ssica e qu\u00e2ntica. Uma delas pode, por exemplo, resolver rapidamente \u201co problema do viajante comercial\u201d que deve otimizar seu trajeto para ir a 100 cidades diferentes.<\/p>\n
O Sycamore conseguiu fazer funcionar um programa com 53 qubits (bits qu\u00e2nticos), a unidade m\u00ednima da inform\u00e1tica qu\u00e2ntica. Ao contr\u00e1rio do que acontece com os bits dos computadores cl\u00e1ssicos, que podem ficar em apenas dois estados, 0 ou 1, os qubits podem se encontrar em v\u00e1rios estados ao mesmo tempo.<\/p>\n
A pesquisa em Inform\u00e1tica qu\u00e2ntica, que apareceu nos anos 1980, se apoia em um dos princ\u00edpios da F\u00edsica Qu\u00e2ntica, o da superposi\u00e7\u00e3o. Segundo esta mec\u00e2nica, um objeto pode ter dois estados ao mesmo tempo, ou seja, uma moeda \u00e9, simultaneamente, cara e coroa. No mundo \u201ccl\u00e1ssico\u201d, a moeda poderia ser apenas uma coisa, ou outra. Nunca as duas ao mesmo tempo.<\/p>\n
Esta superposi\u00e7\u00e3o de estados cria um \u201cparalelismo\u201d que permite fazer v\u00e1rios c\u00e1lculos de uma vez, explica o pesquisador em Inform\u00e1tica Jean-Paul Delahaye.<\/p>\n
Deste modo, chega-se \u201ca algoritmos sem equivalente no mundo cl\u00e1ssico, que at\u00e9 nos custa representar\u201d, diz o f\u00edsico Daniel Hannequin, do Centro Nacional de Pesquisas Cient\u00edficas (CNRS, na sigla em franc\u00eas).<\/p>\n
Qualquer objeto \u00e9 qu\u00e2ntico, \u201cmesmo voc\u00ea e eu\u201d, diz este pesquisador do renomado instituto franc\u00eas. \u201cMas estas propriedades qu\u00e2nticas s\u00e3o perdidas muito rapidamente e, quanto maior o objeto, mais r\u00e1pida \u00e9 a perda\u201d, completa.<\/p>\n
\u00c9 um mecanismo contra-intuitivo que \u201cmesmo os cientistas mais imaginativos t\u00eam dificuldade para entender, j\u00e1 que n\u00e3o acontece no n\u00edvel sens\u00edvel\u201d, explica \u00e0 AFP Audrey Loridan-Buadrier, da Funda\u00e7\u00e3o Mines-T\u00e9l\u00e9com, que forma futuros engenheiros nesta tecnologia.<\/p>\n
A manipula\u00e7\u00e3o dos qubits \u00e9 delicada, pois \u00e9 dif\u00edcil estabilizar seu estado qu\u00e2ntico \u2013 seja pela falta de \u00e1tomos simples, frios, seja porque est\u00e3o totalmente isolados do mundo exterior.<\/p>\n
\u201cAo superar esta etapa importante, demonstramos que a acelera\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica \u00e9 realiz\u00e1vel no mundo real, e n\u00e3o est\u00e1 limitada a leis f\u00edsicas escondidas\u201d, destacam os pesquisadores da Google.<\/p>\n
Em um post em seu blog nesta quarta, o CEO da Google, Sundar Pichai, cita a frase do Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica Richard Feynman, que resume a dificuldade da mat\u00e9ria: \u201cSe voc\u00ea acha que entendeu a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica, voc\u00ea n\u00e3o entendeu a mec\u00e2nica qu\u00e2ntica\u201d.<\/p>\n
Depois do vazamento do estudo, v\u00e1rios especialistas pediram cautela, afirmando que este c\u00e1lculo espec\u00edfico \u201cn\u00e3o serve para nada\u201d e que a chegada de um computador qu\u00e2ntico universal n\u00e3o \u00e9 algo para j\u00e1.<\/p>\n
A informa\u00e7\u00e3o da Google coincidiu com um an\u00fancio da IBM, outro peso pesado na corrida qu\u00e2ntica. A empresa afirma que colocar\u00e1 on-line uma m\u00e1quina qu\u00e2ntica de 53 qubits (pot\u00eancia equivalente \u00e0 m\u00e1quina da Google), \u00e0 qual pesquisadores e desenvolvedores poder\u00e3o ter acesso.<\/p>\n
Apresentado como o Santo Graal, este equipamento seria capaz, gra\u00e7as a algoritmos muito potentes, de romper os sistemas criptogr\u00e1ficos chamados \u201cRSA\u201d, usados atualmente na inform\u00e1tica mundial.<\/p>\n
O algoritmo qu\u00e2ntico mais promissor \u00e9 o Shor, capaz de fatorizar t\u00e3o r\u00e1pido quanto multiplicar, enquanto em um c\u00e1lculo cl\u00e1ssico h\u00e1 uma diferen\u00e7a no tempo de resolu\u00e7\u00e3o entre as duas opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n
\u201cSe eu pergunto de quais n\u00fameros o 437 \u00e9 produto (uma fatora\u00e7\u00e3o), vai levar tempo para averiguar. Em contrapartida, se eu pe\u00e7o que multiplique 19 x 23, chegar\u00e1 muito mais rapidamente a 437\u201d, explica Hannequin.<\/p>\n
At\u00e9 agora, a qu\u00e2ntica conseguiu fatorizar apenas n\u00fameros de 7 ou 8 algarismos, enquanto o computador cl\u00e1ssico \u00e9 muito mais potente, ressalta Delehaye.<\/p>\n
Quando um computador qu\u00e2ntico universal conseguir executar o algoritmo de Shor em grande escala, com n\u00fameros de 100 algarismos, ser\u00e1 poss\u00edvel falar em \u201csupremacia qu\u00e2ntica\u201d.<\/p>\n
Essa mudan\u00e7a colocar\u00e1 em xeque toda criptografia que rege nossos c\u00f3digos de seguran\u00e7a (nos cart\u00f5es de cr\u00e9dito, por exemplo) e que est\u00e1 fundada no comprimento de fatora\u00e7\u00e3o (o algoritmo RSA).<\/p>\n
Para compensar esta amea\u00e7a, a pesquisa em criptografia resistente tenta se antecipar.<\/p>\n
\u201c\u00c9 at\u00e9 mais avan\u00e7ada do que o computador qu\u00e2ntico\u201d, garante Hannequin.<\/p>\n