O computador quântico chinês Jiuzhang anunciou ao mundo
Cerca de um ano após o anúncio do Google sobre a conquista da "supremacia" quântica, a China também informa que alcançou essa meta importante. Batizado de Jiuzhang em homenagem a um antigo texto matemático chinês, o novo computador quântico pode realizar um cálculo que levaria mais de meio bilhão de anos em um computador clássico em apenas 200 segundos . Isso é o que os pesquisadores chineses relataram no estudo publicado na Science em 3 de dezembro.
Este é um resultado que aumenta o interesse por computadores quânticos fotônicos, que nunca receberam a mesma atenção que outras tecnologias. Na verdade, embora esses computadores sejam capazes de executar operações com velocidade incomparável, eles ainda são operações de pouca utilidade. As operações de que falamos dizem respeito a cálculos que pouco têm a ver com as aplicações utilizadas atualmente, mas que no futuro darão um impulso a áreas como a segurança informática e a inteligência artificial.
Características do computador quântico Jiuzhang
O computador quântico Jiuzhang consiste em uma série complexa de dispositivos ópticos que transportam fótons. Esses dispositivos incluem fontes de luz, centenas de divisores de feixe, dezenas de espelhos e 100 detectores de fótons. O processo usado é o de amostragem de bóson, por meio do qual é gerada uma distribuição de números extremamente difícil de replicar para um computador clássico.
O processo começa com o envio de fótons para uma rede de canais. Em seu caminho, cada fóton individual encontra uma série de divisores de raios, nos quais ele envia o fóton por dois caminhos simultaneamente, no que é chamado de superposição quântica. Os caminhos também se misturam e a divisão e a fusão repetidas fazem com que os fótons interfiram uns com os outros de acordo com regras não determinísticas.
Finalmente, o número de fótons em cada um dos canais de saída da rede é medido no final. Usando um grande número de fótons e canais, o computador quântico produzirá uma distribuição de números que é impossível para um computador clássico calcular.
Uma limitação do Jiuzhang diz respeito à capacidade de realizar apenas um único tipo de atividade por vez , ou seja, amostragem de bóson. Por outro lado, o computador quântico do Google poderia ser programado para executar uma variedade de algoritmos, assim como outros tipos de computadores quânticos fotônicos também são programáveis.
Demonstrar a supremacia quântica com tecnologia até então desconhecida destaca como a computação quântica está progredindo rapidamente.
O computador quântico
Então, como funciona um computador quântico? A ideia por trás de sua operação diz respeito a uma revolução na representação da informação. Na verdade, em computadores quânticos, os bits 1/0 clássicos não são usados, os quais representam os dois estados on / off. O nome sugere que os computadores quânticos usam os fenômenos da mecânica quântica segundo os quais as partículas subatômicas podem se apresentar em vários estados a qualquer momento . Dessa forma, a quantidade de informações que podem ser processadas é muito maior do que vimos até agora. A unidade básica de informação dos computadores quânticos é o qubit. Tendo n qubits disponíveis, é possível codificar para representar 2 ^ n entradas a cada instante. Para dar um exemplo, se um bit representa a unidade básica de informação com apenas dois estados, o qubit representa uma infinidade de estados entre zero, um e um certo valor de probabilidade.
A informação não é mais considerada determinística, mas probabilística. Esse resultado permite que um computador quântico resolva em poucos dias, ou mesmo horas, problemas complexos que levariam bilhões de anos aos computadores de hoje.
A pesquisa no campo da mecânica quântica está evoluindo cada vez mais. Até agora, de fato, a única maneira de tornar o processamento mais eficiente era inserir um número cada vez maior de transistores nas placas integradas. No entanto, esse tipo de atividade tem um limite na lei de Moore para o qual a complexidade de um microcircuito, medida por exemplo pelo número de transistores por chip, dobra a cada 18 meses (e, portanto, quadruplica a cada 3 anos). O progresso da miniaturização teve que ser interrompido para impulsionar este novo modo de construção.
Os limites dessa tecnologia ainda são muitos, desde a manutenção da qualidade dos fótons até as dificuldades tecnológicas relacionadas ao seu funcionamento em condições extremas. Esta é uma área de pesquisa ainda em fase de lançamento que certamente afetará nosso futuro. Não é por acaso que as maiores empresas de TI como Amazon, Google, Microsoft estão investindo neste setor. Só temos que esperar para descobrir quais serão as futuras fronteiras.
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