Computação Quântica

QUBIT

• O qubit(quantum bit) é a unidade básica de informação do computador quântico, ele pode assumir valores de 0 a 1 (assim como um bit convencional). Porém, o qubit possui a propriedade de assumir ambos os valores de 0 ou 1 ao mesmo tempo (dado pelo experimento dado como divisão de raios);
  • A divisão de raios é um experimento conflitante entre a física clássica e a física quântica, pois enquanto a primeira considera que os raios acertam em quantidade igual os dois sensores, porem cada um de uma vez, a segunda diz que os raios dirigem-se aos dois sensores simultaneamente, fazendo duas trajetórias ao mesmo tempo.

Algoritmo de Shor

• O algoritmo de Shor é um marco na computação quântica, pois foi o primeiro algoritmo que utiliza as funcionalidades do computador quântico pra otimizar a solução de um problema. Esse algoritmo basea-se na fatoração de exponencial para polinomial em um tempo ultramente reduzido;
• A aplicação imediata do algoritmo de fatoração de Shor é na área de criptografia, sendo que, A segurança dos sistemas de criptografia de senha pública baseia-se justamente na dificuldade de fatoração de números muito grandes. Gerando assim um problema na segurança das criptografias atuais;
• O algoritmo de Shor alavancou uma serie de pesquisas na área da computação quântica:
  • Computador quântico da IBM: Em 2001 fora criado, pelos pesquisadores da IBM, um computador quântico de 7 qubits e nele, implementaram o algoritmo de Shor que, completou com sucesso a fatoração do numero 15, porem esse computador não consegue quebrar nenhum tipo de criptografia.

Computador Quântico

• Em 1999 no MIT foram construídos os primeiros protótipos de computadores quânticos utilizando montagem térmica.
• No ano de 2007 surge o Orion, um processador quântico de 16 qubits que realiza tarefas praticas foi desenvolvido pela empresa canadense D-Wave.
• A empresa canadense D-Wave, apresentou tambem em 2007 um computador que ela afirmava fazer cálculos com base na mecânica quântica. Mas só em 2011 que a comunidade científica pôde pôr a mão na máquina de 128 qubits e finalmente atestar que o processador quântico da D-Wave, o D-Wave One, é realmente quântico. Porém o computador ainda não é totalmente independente, precisa ser usado em conjunto com computadores convencionais.

Computador Quântico x Computador Convencional

• Em um teste realizado, o processador quântico, formado por 439 qubits de bobinas de nióbio, foi 3.600 vezes mais rápido do que o PC comum na execução de cálculos envolvendo um problema de otimização combinatorial (minimizar a solução de uma equação escolhendo os valores de determinadas variáveis). Esses cálculos são muito usados nos algoritmos dos programas que fazem reconhecimento de imagens, visão de máquina e inteligência artificial. O D-Wave encontrou a melhor solução em cerca de meio segundo, enquanto o melhor desempenho do computador clássico rodou por meia hora para chegar ao mesmo resultado.

Internet Quântica

• Cientistas do Instituto de Ciências Fotônicas, na Espanha, mostraram que a internet quântica é um recurso definitivamente ao alcance da tecnologia atual. Os pesquisadores espanhóis criaram uma fonte de luz quântica que cria um fóton compatível com uma memória quântica de estado sólido, e outro fóton no comprimento de onda das telecomunicações, permitindo assim a conexão entre o qubit e a rede de fibras ópticas.
• Este é um elemento crítico de um repetidor quântico compatível com o atual sistema de telecomunicações, trazendo para mais próximo do nível prático a criação de uma internet quântica super-segura.
  • Tudo foi feito usando fibras ópticas comuns.
• Em nível de laboratório, as informações quânticas podem ser facilmente transmitidas usando fótons infravermelhos correndo no interior de fibras ópticas.
• A grande vantagem da internet quântica é que os dados poderão ser trocados de forma totalmente segura.

Pesquisas

• Ainda não fora obtido um computador que trabalhe inteiramente à base da mecanica quantica, apesar de que empresas, como a D-Wave, possuem uma proposta promissora para o futuro da computação quantica.
• No Brasil há alguns núcleos de pesquisas da tecnologia formada por iniciações científicas, mestrados, doutorados em instituições de ensino superior principalmente no Rio de Janeiro e na Paraíba
  • Os grupos do Brasil ligados a hardware quântico costumam desenvolver apenas pequenos protótipos, mas cooperam com os grandes pesquisadores estrangeiros da área.

Referências Bibliográficas

• http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/meta.php?meta=Computa%E7%E3o%20Qu%E2ntica
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Computa%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%A2ntica
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador_qu%C3%A2ntico
• http://www.dct.ufms.br/~marco/cquantica/cquantica.pdf
• http://www.tecmundo.com.br/computacao-quantica/