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.

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.

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.

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.

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.

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.