Finalmente um computador quântico que realmente funciona?

Publicado em 10.05.2013

D-Wave Systems, a empresa canadense que vendeu um computador quântico para a Lokheed Martin e foi criticada por vender equipamentos que não têm a performance esperada (ou prometida) de um computador quântico, está de novo nas manchetes.

Desta vez, um de seus equipamentos foi testado para problemas de otimização, que são problemas que demandam muito poder computacional. Quem fez o teste foi a professora Catherina C. McGeoch, do Amherst College. O resultado do teste foi animador, segundo a professora: o D-Wave foi 3.600 vezes mais rápido que computadores de alta performance.

Isso prova que o computador funciona? Sim, nesse caso, ele funciona.

Mas esta não é toda a história. O teste não prova que o computador é um computador quântico; a professora McGeoch testou apenas a velocidade do equipamento, não sua tecnologia. “Eu estou mais interessada em o quão boa é esta máquina, não se é ou não quântica”.

O problema de otimização pode ser comparado ao problema do caixeiro viajante: um caixeiro viajante tem algumas cidades a visitar, e precisa de um roteiro de viagem que seja o mais rápido possível, consuma menos energia, e não deixe nenhuma cidade de fora.

Não se engane com a simplicidade da declaração do problema: quanto maior o número de cidades e de ligações entre elas, maior o tempo que o seu computador vai levar para chegar à melhor solução – o número de possíveis caminhos aumenta exponencialmente com o aumento do número de cidades e caminhos.

Com isso, não é difícil que haja casos em que a solução demoraria mais tempo para ser encontrada do que a expectativa de vida do universo (alguns trilhões de anos) usando computadores normais (não quânticos).

A professora McGeoch, que tem mais de 25 anos de experiência em testar a velocidade de computadores, apresentou ao D-Wave três problemas diferentes envolvendo otimização. Em dois deles, o D-Wave foi um pouquinho mais rápido, e no terceiro, a diferença de velocidade foi notável.

O D-Wave resolve problemas de otimização colocando-os em um contexto de consumo de energia: a menor energia necessária para chegar a uma solução, que se acredita ser obtida rapidamente através de processos quânticos, é a resposta. Segundo a professora McGeoch, o chip da D-Wave teve boa performance e pode ter melhores resultados no futuro, com chips mais poderosos.

O artigo “Experimental Evaluation of an Adiabatic Quantum System for Combinatorial Optimization” (Avaliação Experimental de um Sistema Quântico Adiabático para Otimização Combinatória) já foi apresentado em palestras no Amherst College, e será apresentado novamente na ACM International Conference on Computing Frontiers 2013, que acontece nos dias 14 a 16 de maio. [Blog Bits - NYTimes]

Autor: Cesar Grossmann

Sou formado em Engenharia Elétrica, mas trabalho no setor público, gosto de xadrez e fotografia.

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14 Comentários

  1. É tão difícil provar que o computador é quântico ou isso é mais um uso oportunista do termo para chamar a atenção?

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    • A resposta a pergunta inicial do post parece que é não, não é quântico mesmo. Trata-se de mais um computador clássico rodando algorítmos quânticos. Quem respondeu isso, em um artigo recente, foi o professor Matthias Troyer do ETH, mesmo instituo onde o Einstein estudou na Suíça. Ele escreveu um artigo pesado, mas quem tiver interesse pode conferir as discussões no blog do Scott(http://www.scottaaronson.com/blog/?p=1400), ele é pesquisador da área. Em síntese, ele (o Matthias) escreveu um código Monte Carlo Clássico que, rodando no notebook dele, bateu o D-wave no teste de velocidade descriptografar (foi 15x mais rápido). Como isso seria possível se realmente se se tratasse de um computador quântico? A resposta é não seria.
      Sobre oportunimos, o que chateia é encontrar páginas e mais páginas na Web com títulos como “D-wave bota no chinelo um pc estado da arte”.
      Para finalizar, apenas respondendo ao Antonio Barsumian sobre a aceitabilidade da Mecânica Quântica, dois dos mais célebres físicos que a estudaram, a saber, (1) Albert Einstein e (2)Richard Feynman, disseram:(1) “Deus não joga dados com o Universo” (2) “Posso dizer seguramente que ninguém entende a física quântica.”. O problema da física quântica é epistmológico. Ela não se encaixa no que é classificado como ciência. A melhor definição que já ouvi sobre ela foi dada por um russo professor da UFMG, “Física Quântica é engenharia de resultados”. Ou seja, só é usada porque funciona para explicar os fenômenos do mundo subatômico. Só não ouse a perguntar: por que é assim? Essa resposta nenhum físico quântico (honesto) poderá te fornecer.

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  2. Concordo com o Jonatas. Realmente esse boom tecnológico da nossa sociedade deve ser pensado com cuidado. É claro que essas novas e fantásticas tecnologias são fascinantes, mas não podemos esquecer do tipo de sociedade em que vivemos.
    Ora, a tecnologia evolui, surgem cada vez mais e mais equipamentos complexos, computadores disso e daquilo… A pergunta que não quer calar é: As pessoas sabem o que é aquilo que estão usando? Sabem de onde e como surgem tais máquinas fantásticas? A resposta, pelo menos para a grande parte da população, é um sonoro não.
    Estamos vivendo numa espécie de época “mística” para a ciência. As coisas são consumidas e descartadas pelas pessoas sem que haja um mínimo entendimento do que se usa. Quando surge um novo equipamento tecnológico, ele é recebido pelas pessoas como se fosse uma “dádiva divina”, como se tivesse sido criado num truque de mágica. Ninguém parece se preocupar com a natureza daquilo.
    Por conta desse fenômeno, uma reduzida casta de intelectuais e cientistas passa a ter o monopólio do conhecimento. Com isso, a grande massa de ignorantes pode ser manipulada da maneira que eles bem entendem. Se fosse criado algum tipo de dispositivo capaz de matar uma pessoa, por exemplo, ele poderia ser facilmente vendido ao povo, já que eles não tem a mínima noção do perigo. Ou seja, essa casta é capaz de, indiretamente, decidir o destino da humanidade.
    O pior é que a maioria da população não está nem aí para esse problema. Repugnam o conhecimento, como se fosse algo supérfluo e continuam vivendo a mesma vida simplória de décadas atrás.
    Outro problema gritante é a segregação tecnológica de nossa sociedade. Enquanto alguns tem acesso quase irrestrito à tecnologia (as classes dominantes) outros sequer tem noção do que seja um computador ou algo do tipo. Vivem alheios às mudanças e mais parecem viver no Século XIX.
    Esses disparates me levam a ter mais ou menos esse mesmo pensamento “tecnopata”, por assim dizer. Enquanto a sociedade não evoluir como um todo, acredito que essas utopias tecnológicas futuristas, que se contam hoje em dia, não passarão de meros contos de fada.

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    • Mas não é como se as coisas fossem um segredo. Qualquer um pode se dedicar e estudar, aprender, e conhecer sobre o mundo tecnológico em que vive. É só dedicar algum tempo.

      É diferente, por exemplo, dos textos de alquimia, que eram escritos em códigos e, às vezes, códigos sobre códigos, para disfarçar o que estava escrito, para que os segredos dos alquimistas não caíssem nas mãos das pessoas comuns.

      O problema é que a vida moderna é cheia de distrações. Novelas, comerciais, consumismo, ideologias, tudo são distrações. Retire o acessório e o que sobra, qual a essência da vida de muita gente? São como dizia o poeta, “cadáveres adiados que procriam”.

    • Concordo. Não quis dizer que fosse algo ultra secreto escondido pelo governo. Todos temos a liberdade para decidir nossos destinos. O problema é que os valores da sociedade muitas vezes vão de encontro ao desenvolvimento intelectual do indivíduo, principalmente se considerarmos o tipo de sociedade em que vivemos. O que acontece é que isso acaba desmotivando as pessoas a aprender e se desenvolver. Por causa disso é que vemos essa mistificação. Mas, claro, não quis dizer que fosse proibido. Até porque eu estudei!
      Esqueci de fazer essa ressalva. Obrigado pela observação.

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  3. Foi agradavel encontrar este texto do Jonatas, que escapa do deslumbramento inconsequente de alguma possível tecnopatia e atenta para uma reserva de segurança dos conhecimentos e processos anteriores, úteis, que possam vir a ser a salvaguarda contra a falência total por via da tecnopatia que possa advir de um sempre avançar meio como que na base do axioma “dê no que der, se é avanço tecnológico, vamos lá!. Parabéns Jonatas por sua posição ponderada e muito responsável.

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  4. Até quando vou ser obrigado a ouvir e ler o termo “Esquisitices Quânticas ?”
    Ora pelo que eu saiba a Física Quântica existe desde há mais de 100 anos ( vide experimento da dupla fenda ).
    Sem ela não seria possível falar ao celular entre outras coisas …
    Estou cansado desses cientistas e escritores que teimam em não aceitar a nova realidade e a Física Quântica como realidade, será por que é por medo de perderem suas posições ou por mero comodismo ?

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  5. A computação quântica até o momento se mostra como um meio técnico para coleta, guarda e distribuição de dados, por meio de grandezas oscilantes de um átomo, contudo, o processamento de tais informações dos números relacionais quânticos (bem mais que 0 e 1)em pulsos reais como uma música, ainda passa pelos “lerdos” processadores da microeletrônica, até agora. Um HD quântico ficaria mais lógico.

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  6. P.: “…A capacidade de construir um mundo próspero nunca esteve nas mãos da ciência ou qualquer outra força que tenha governado o mundo, religião, modelo econômico, império ou algo assim, SEMPRE ESTEVE EM NOSSAS ESCOLHAS, não fazer algo como grupo social, como reino, como país, como militante, APENAS COMO HUMANO. E isso nunca mudou, seja na era Flintstons ou Jetsons…”

    Comentário: muitos pensam que as coisas ocorrerão “automáticamente” a favor da humanidade, apenas como consequencia do avanço tecno-científico!

    Achei seu comentário uma das ideias mais “pé-no-chão” que raramente encontro aqui no Hypescience, cheio de tecnofílicos ingênuos e alguns tecnofóbicos deslocados culturalmente de nossos tempos.

    Parabéns pela lucidez e equilíbrio nesse comentário. Quem sabe, o futuro dos seres humanos estejam, mesmo, na mão de hackers que não deixarão a “peteca” da tecnologia cair em mãos erradas.

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  7. Excelente seu comentário e apropriado, muitos se iludem com a tecnologia e o futuro, o esmo ocorre na educação, se esquecem que para que haja pessoas capazes para operar essa tecnologia será necessário ou uma interface facilitada ou pessoas mais capazes de opera-lãs. Enfim o passado ainda e um Porto seguro para assegurar a sobrevivência da espécie, quem se esquece do passado não temem futuro garantido e seu presente e duvidoso. Parabéns Jonatas

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  8. A Tecnologia *certamente esteve nesses últimos anos*, mas ainda está num desenvolvimento acelerado em que da saltos em menos de uma década, sendo a computação quântica um desses saltos.
    Todo mundo diz, vivemos a era digital. Como futurista acredito de que a próxima era seria a da supercomputação *uma necessidade devido ao exponencial crescimento de dados virtuais que movimenta a economia moderna*, provavelmente eis, a quântica.
    Isso é positivo? me chamariam de nerd tecnopata se eu afirmasse isso, mas o fato é mesmo que não concordo que avanço científico e tecnológico sejam capazes de tornar o mundo melhor – a ciência e a tecnologia, o conhecimento em geral, são o que se pode chamar de Poder Potencial: você pode montar um patógeno viral e erradicar um país inimigo ou pode criar uma variedade altamente produtiva de grãos capazes de matar a fome de milhões de pessoas.
    A capacidade de construir um mundo próspero nunca esteve nas mãos da ciência ou qualquer outra força que tenha governado o mundo, religião, modelo econômico, império ou algo assim, sempre esteve em nossas escolhas, não fazer algo como grupo social, como reino, como país, como militante, apenas como humano. E isso nunca mudou, seja na era Flintstons ou Jetsons.
    Como tecnopata *gosto do som dessa palavra, neolinguismo isso?* afirmo alguns alertas importantes sobre avanço tecnológico:
    Avança também dependência e vulnerabilidade: O mundo tecnopata está tão vulnerável que bombas de pulsos eletrmagnéticos sobre uma nação tecnológica fariam estragos inenarráveis – aviões caindo do céu por toda parte, e nem seu carro pegaria – ignição eletrônica. Isso assusta mais do que a bomba atômica, a meu ver, os países de hoje estão mais vulneráveis do que na época das grandes guerras.
    Será? Não exatamente, é vulnerável apenas a sociedade, a nação, nós e nossas tecnologias – exércitos não são idiotas e certamente tem muito esconderijo por aí com máquinas antigas, ultrapassadas, mas operacionais, e funcionais. Vi um filme em que um navio antigo *esse navio existe mesmo,e ainda operacional*, e uma frota de teco-tecos salvam o mundo de alienígenas safados que derrubavam nossos aviões modernos como se fossem moscas, usando de princípios eletrônicos.
    O autor da reportagem, Cesar, como engenheiro elétrico poderá corrigir-me se falei algo errado nesse texto, desde já agradeço.
    Bom, é isso, tenho celular mderno, além de tudo ele ainda funciona pra telefonar, impressionante :). Mas tenho também adoração por antiguidades e um relógio a corda que não me deixa na mão, e acho que assim devemos pensar, conhecer o futuro, sempre, mas sem esquecer de preservar o passado, ele faz parte do que somos, e também do que temos.
    É isso, boa noite, abraços.

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    • Caro Jonatas. Redigi e ao final acho que perdi o texto. Retorno e afirmo que apreciei bastante o seu texto, sua postura moderada de não encantamento a nível de tecnopatia, etc.

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    • O hipersciencia perde e muito em nao contratar um genio e em muitas. Muitas areas como voce,seus comentarios sao comosempre muito instrutivo.

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