Um elétron de cada vez

Boas notícias para a computação quântica.

Qubits e seus múltiplos estados

A computação quântica aproveita-se da estranha habilidade das partículas subatômicas de existirem em mais de um estado ao mesmo tempo. Nos sistemas atuais, a informação é lida em dois estados: 1 ou 0. Ou seja, enquanto um bit atual pode armazenar apenas 1 ou 0, os quantum bits, ou qubits, podem armazenar muito mais. Como resultado, a capacidade de memória é extraordinariamente maior e as operações são feitas muito mais rapidamente e com reduzido uso de energia.

As aplicações são inúmeras e podem gerar uma revolução. “Não sabemos realmente o que será possível alcançar”, reconhece Prasanna Pakkiam, o Ph.D. autor do artigo recém-publicado aqui, com boas notícias para o desenvolvimento desta tecnologia capaz de revolucionar. Veja algumas das possibilidades:

• Avanços no modelamento de reações químicas complexas, capazes de revolucionar a geração e o armazenamento de energia. Pense em um mundo com energia limpa, barata e abundante.
• Simulação de comportamento molecular e consequente design de novas moléculas para uso na medicina e genética. Pense em um mundo sem doenças.
• Modelos complexos de análises de dados e aumento exponencial da capacidade de previsão, aliada à possibilidade de intervir. Pense em mundo sem desastres naturais.

O caminho, entretanto, é longo. As máquinas operam com princípios totalmente diferentes dos atuais, o que torna alienígena tanto o hardware como a própria programação. Na prática, a pesquisa é uma luta diária para solucionar um problema depois do outro, com avanços ocorrendo “um elétron de cada vez”. Há times investindo pesado em desenvolvimento, como IBM, Intel e Alphabet, mas também startups e grupos independentes em universidades e centros de pesquisa ao redor do mundo.

O mais recente avanço veio da Austrália, com o time do Centre of Excellence for Quantum Computation and Communication Technology, da University of New South Wales. Eles anunciaram o desenvolvimento de uma solução para acessar as informações nos qubits.

Os sensores (chamados de gates) enfrentam o desafio de ler os dados no mundo ínfimo e instável dos átomos. As três gates usadas interferiam nos resultados. Eram grandes demais para operar nos espaços reduzidos do universo quântico. Os pesquisadores apresentaram uma solução que usa apenas uma gate e é capaz de obter leituras mais rápidas e consistentes, abrindo caminho para novas soluções. Ou novos problemas a enfrentar.