resenha sobre computação quântica
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Resposta:
Computação quântica é a ciência que estuda o desenvolvimento de algoritmos e softwares com base em informações que são processadas por sistemas quânticos, como átomos, fótons ou partículas subatômicas. Diferentemente dos computadores clássicos, os computadores quânticos operam de acordo com as leis probabilísticas da física quântica.
As possibilidades propiciadas pela computação quântica abrem um novo horizonte para o desenvolvimento tecnológico e nos permitem vislumbrar um futuro com computadores capazes de resolver tarefas mais complexas em tempos cada vez menores.
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O que é um computador quântico?
O computador quântico é uma máquina que pode ser programada para resolver problemas lógicos, assim como fazem os computadores eletrônicos atuais. Enquanto os nossos computadores usam a corrente elétrica que atravessa os transistores para emular os bits 1 e 0, os computadores quânticos fazem-no baseando-se em medidas quânticas, como os níveis de energia de um agrupamento de átomos, as direções de polarização de fótons etc.
IBM Q, o computador quântico de 20 qubits da IBM, apresentado em janeiro de 2019.
IBM Q, o computador quântico de 20 qubits da IBM, apresentado em janeiro de 2019.
Como funciona a computação quântica?
A computação quântica baseia-se no desenvolvimento de algoritmos lógicos que podem ser executados por um tipo de computador diferente do computador convencional. Os computadores quânticos são máquinas de extrema complexidade e que dependem de um equilíbrio térmico muito delicado. A maior parte desses computadores só pode operar em temperaturas muito baixas, por isso eles são refrigerados em cerca de -272 °C, por meio de nitrogênio ou hélio líquido.
Isso acontece porque os bits quânticos (também chamados de qubits) precisam estar em “sintonia” a todo instante (tecnicamente, dizemos que precisam estar em fase), e qualquer variação brusca de temperatura pode “embaralhá-los”.
A computação clássica é feita por meio de circuitos que registram e controlam a passagem da corrente elétrica. Grosso modo, quando se detecta ou não a passagem da corrente elétrica, o computador registra essa informação na forma de um bit, que pode ser 0 ou 1. Todas as tarefas executadas pelos computadores funcionam a partir da manipulação desses bits.
Nos computadores quânticos, por sua vez, a informação é obtida a partir de outras coisas, como a direção do spin de um átomo, a polarização de um fóton, os níveis de energia de um aglomerado de átomos etc. Apesar de diferentes entre si, esses sistemas têm uma coisa em comum: são regidos pelas leis da física quântica.
Para desenvolvermos uma compreensão mais profunda acerca dos computadores quânticos, precisamos conhecer um pouco das estranhezas da mecânica quântica, vamos lá?
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A computação e a mecânica quântica
As leis que regem o comportamento dos bits quânticos são completamente diferentes daquelas da física clássica.
De acordo com a física clássica, antes de abrir uma caixa que contém uma lâmpada, são esperados apenas dois resultados: a lâmpada estará acesa ou apagada. Todavia, segundo as leis da mecânica quântica, não se pode afirmar o estado da lâmpada sem ter observado diretamente.
Se assumíssemos que a lâmpada em questão é um objeto quântico, antes de abrirmos a caixa, o estado da lâmpada seria uma combinação de todas as possibilidades. No momento em que a caixa fosse aberta, todas as combinações de estados desapareceriam e a lâmpada assumiria somente uma das configurações possíveis: acesa ou apagada. É como se a condição de ignorância sobre o que há dentro da caixa fizesse com que a lâmpada