Mais de 400 milhões de transitores fazem parte do processador 45nm (nanometros) , da Intel, e esse número ainda deve dobrar. E mesmo assim, o assustador número não é nada quando comparado à computação quântica. A computação quântica é um assunto um tanto quanto complicado – mecânica quântica e computadores, afinal -, mas comece a prestar atenção nisso. Entenda melhor: Assista os vídeos postados abaixo.
Computação Quântica é o futuro
A computação convencional (essa que nós usamos no dia-a-dia) consiste na aplicação de bits, a base de todo o funcionamento dos computadores. Os bits têm dois estados definidos: 0 ou 1, ou seja, ligado ou desligado. Quando oito bits se juntam, temos um byte – que, somados, viram megabytes, gigabytes. Suas fotos, músicas e documentos são cadeias de zeros e uns, segmentadas em seu computador. Veja a relação qubit e bit:
Já a computação quântica funciona a partir de um tipo diferente de lógica, utilizando as regras da mecânica quântica para operar. Os bits quânticos, chamados de qubits, são diferentes de seus primos mais tradicionais porque não têm dois estados. Eles podem ter múltiplos estados: eles podem ser 0 ou 1, 0 menos 1, 0 mais 1, ou até 0 e 1 – tudo ao mesmo tempo. Essa possibilidade de múltiplos estados simultâneos abre uma enorme possibilidade para as operações computacionais, pois pode realizar atividades em velocidades muito maiores que em um computador convencional. Veja comparação abaixo:
Este paradoxo de correlações entre sistemas é a chave para isso. Boris Blinov, professor da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, utiliza um experimento realizado nos anos 30, conhecido como “o gato de Schrödinger” para explicar a situação. Basicamente, o experimento afirma que, se um gato está em uma caixa fechada, e gás venenoso é liberado a um momento aleatório, não se pode saber se o gato está vivo ou morto até que se abra a caixa – ele se encontra nos dois estados.
Já se o experimento é realizado com duas caixas ligadas uma à outra, e uma caixa é aberta e o gato está vivo, pode-se saber que o outro gato também está, mesmo sem abrir a caixa. Algorimos quânticos funcionam mais ou menos assim: mudando uma parte do sistema, o resto responde de acordo com o primeiro, sem mudar o resto da operação. Por isso, o computador quântico pode processar informações em paralelo.
Ok, e isso serve para quê? Em resumo, operações que poderiam demorar anos para ser realizadas em um computador comum podem ser feitas em poucos segundos em um computador quântico. Além disso, o computador também pode ter muito usos científicos.
A próxima pergunta é: se a computação quântica é tudo isso, por que já não usamos isso? Simples: atualmente, essa imprevisibilidade dos qubits torna a computação quântica frágil, já que os estados quânticos não são muito definidos. Eles utilizam íos, e não elétrons, então, se você acha que o seu processador superaquece, nem pense em chegar perto de um processador quântico.
Jonathan Home, do Insituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Estados Unidos, afirma que a maior parte dos esforços da atual computação quântica são para corrigir erros. Home e sua equipe estão desenvolvendo um computador que utiliza íons de berílio para transmitir informações de um priocessador para o outro, utilizando íons de magnésio para impedir o superaquecimento da máquina. A equipe atualmente ainda trabalha com um par de átomos, mas Home diz que em cinco anos devem estar trabalhando com algumas dezenas de qubits.
Fonte: http://hypescience.com/computacao-quantica-futuro/ acesso em 18/05/015
Mais um pouco da Computação Quântica
A computação quântica é a ciência que estuda as aplicações das teorias e propriedades da mecânica quântica na Ciência da Computação. Dessa forma seu principal foco é o desenvolvimento do computador quântico.
Na computação clássica o computador é baseado na arquitetura de Von Neumann que faz uma distinção clara entre elementos de processamento e armazenamento de dados, isto é, possui processador e memória destacados por um barramento de comunicação, sendo seu processamento sequencial.
Entretanto os computadores atuais possuem limitações, como por exemplo na área de Inteligência Artificial(IA) onde não existem computadores com potência ou velocidade de processamento suficiente para suportar uma IA avançada. Dessa forma surgiu a necessidade da criação de um computador diferente dos usuais que resolvesse problemas de IA, ou outros como a fatoração de números primos muito grandes, logaritmos discretos e simulação de problemas da Física Quântica.
A Lei de Moore afirma que a velocidade de um computador é dobrada a cada 18 meses. Assim sempre houve um crescimento constante na velocidade de processamento dos computadores. Entretanto essa evolução pode atingir um certo limite, um ponto onde não será possível aumentar essa velocidade e então se fez necessário uma revolução significativa na computação para que este obstáculo fosse quebrado. E assim os estudos em Computação Quântica se tornaram muito importantes e a necessidade do desenvolvimento de uma máquina extremamente eficiente se torna maior a cada dia.
Se analisada, a computação quântica pode ser encarada como um processo natural de evolução dos computadores, que a partir dos década de 50, com o surgimento dos transistores, tem sua velocidade aumentada através da minituriarização de componentes. O limite físico destes componentes é justamente o tamanho quântico. O problema é que na escala quântica os conhecimentos da física clássica não podem ser aplicados.
Vale lembrar que para a maioria das aplicações convencionais os computadores atuais são eficientes. Porém para aplicações que requerem um processamento intenso (por exemplo: inteligência artificial, criptografia, busca em listas desordenadas, fatoração de números grandes) o computador quântico é a opção mais promissora. Segundo o físico Ivan Oliveira, do Centro de Pesquisas Físicas (CBPF), “Na teoria, computadores baseados em Qubits poderiam resolver problemas, que hoje levariam bilhões de anos, em questão de minutos.”
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Computação_quântica acesso em 18/05/2015
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