Temos visto, nesta série de artigos sobre a mecânica quântica, que o universo das coisas pequenas é muito estranho, em especial por não vivermos nesta dimensão. Temos experiência em ver maçãs e goiabas caindo no chão, gotas de chuva molhando as paredes e rajadas de ar balançando as folhas das árvores. Não contemplamos tão facilmente o comportamento de um objeto quântico tunelando, ou respondendo de forma síncrona a um emaranhamento. Todavia, sejam acostumados ou não, estes são fenômenos físicos observados e comprovados. Como diz o ditado, a ciência não está nem aí com a sua opinião…Seja você o físico que for. Um processo observado, comprovado e reprodutível é um prato cheio para a engenharia, que pula o debate do aceito ou não aceito, e simplesmente transforma tudo em produtos.
Foi assim que aconteceu com a eletrônica dos semicondutores, quando se usou o transistor para montar os microprocessadores, comprimindo os dispositivos lá dentro, definindo a base binária e construindo a lógica dos zeros e uns que serviu para calcular trajetórias de mísseis em guerras e chegando aos aparelhos celulares, que praticaram aniquilaram as comunicações em papel.
Porém, como tudo tem um limite, a eletrônica convencional começou a esbarrar nos limites de integração. Já são bilhões de transistores em pequenos espaços, e esse processo não pode continuar indefinidamente neste ritmo, claramente uma limitação para a tecnologia vigente.
E se ao invés de apenas 0 e 1, pudéssemos explorar as características da mecânica quântica com dispositivos versáteis, cheios de emaranhamento, superposição, interferência e decoerência? Teríamos circuitos quânticos operando e funções de onda sendo calculadas, em vez de transistores saturando ou cortando!
Perceba que, ao empilharmos bilhões de transistores em um chip, estamos propondo uma eletrônica que admite apenas dois níveis. Se passa corrente, é 1, se não passa, é zero. Um qubit (o bit quântico) só precisa ser 0 ou 1 se for medido (o colapso da função de onda) assumindo, todavia, qualquer outro valor quando não medido, como, por exemplo uma combinação ponderada de 0 e 1 simultaneamente. Com isso, com um qubit se consegue muito mais informação do que algumas cadeias de 2 bits, o que cresce exponencialmente com a combinação de muitos qubits. Os qubits podem ser produzidos usando circuitos de supercondutores, pontos uânticos ou mesmo a partir de fótons, sendo uma limitação para este processo a temperatura de operação, uma vez que a agitação térmica tende a embaralhar o que a mecânica quântica organiza. Controlada essa variável, os computadores quânticos chegam como uma revolução sem precedentes em processamento de dados e criptografia além da investigação de novos materiais, em processamentos que levariam milhares de anos em computadores convencionais. Em tempos de encantamento com a IA, a verdadeira revolução em gestação é a computação quântica, que responderá questões inacessíveis às gerações do passado.
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Helinando Oliveira é físico, professor titular da Universidade Federal do Vale do São Francisco (Univasf) e atualmente é vice presidente da Academia Pernambucana de Ciência