Computadores quânticos primitivos já estão superando os computadores atuais

Por , em 14.07.2016

Um novo estudo usou processadores quânticos simples para executar algoritmos complexos, mostrando que mesmo computadores quânticos primitivos já podem superar os clássicos em determinados cenários.

Um computador verdadeiramente quântico

De forma bastante simplificada, computadores quânticos são tão incríveis porque exploram três características bizarras: eles operam em uma escala que os elétrons podem ser tanto partículas quanto ondas, podem estar em muitos lugares ao mesmo tempo e podem manter uma conexão instantânea, mesmo quando separados por grandes distâncias (o que é chamado de entrelaçamento quântico).

Em outras palavras, considerando que a computação clássica utiliza bits binários (zeros e uns) para codificar a informação, a computação quântica usa “qubits”, que são bits quânticos que podem ser tanto um quanto zero ao mesmo tempo.

Juntas, essas propriedades bizarras permitem que um computador quântico alcance certo poder de processamento paralelo sem precedentes, o que significa que pode realizar cálculos e resolver problemas que os computadores clássicos não conseguem.

Só que, por enquanto, construir um computador quântico em larga escala tem se mostrado algo extraordinariamente difícil. Apesar disso, já conseguimos construir processadores quânticos de poucos qubits.

Agora, pesquisadores da Universidade de Bristol e da Universidade da Austrália Ocidental afirmam que mesmo esses processadores quânticos primitivos podem realizar cálculos importantes.

Poder de processamento

Usando um circuito quântico simples, construído em um processador fotônico quântico de 2-qubits, os pesquisadores foram capazes de superar os computadores clássicos em certos problemas altamente especializados.

Por exemplo, a “caminhada quântica” é uma versão da mecânica quântica de coisas como o movimento browniano, que descreve o movimento de partículas em suspensão.

Um dos problemas que o computador quântico resolveu foi o “passeio aleatório do marinheiro bêbado”, ou seja, todos os possíveis caminhos que um bêbado cambaleante poderia tomar (as muitas maneiras diferentes que ele poderia chegar do ponto A ao ponto B).

Em outras palavras, o processador quântico simples pode fazer cálculos complexos de aleatoriedade muito bem.

No futuro

A nova pesquisa vai ajudar a projetar novos algoritmos quânticos e talvez lançar alguma luz sobre como construir computadores quânticos maiores.

Entretanto, mesmo essas máquinas de 2-qubits já estão realizando um trabalho útil. As suas propriedades têm usos práticos e podem auxiliar os cientistas a projetar computadores mais sofisticados.

“É como se a partícula pudesse explorar o espaço em paralelo. Este paralelismo é a chave para algoritmos quânticos, com base em ‘caminhadas quânticas’ que vasculham enormes bases de dados de forma mais eficiente do que podemos atualmente”, explica Xiaogang Qiang, estudante de doutorado da Universidade de Bristol, que trabalhou no experimento. [Futurism]

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