IBM Q System One Computador quântico

IBM apresenta seu novo computador quântico; conheça o Q System One

Lucas Carvalho 08/01/2019 18h13
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A IBM aproveitou a CES 2019, um dos maiores eventos de tecnologia do ano, para mostrar ao mundo sua nova criação. O Q System One é o novo computador quântico da IBM que promete ser mais um passo rumo ao futuro dessa tecnologia.


O Q System One não é o primeiro computador quântico da IBM, que já trabalha em máquinas do tipo há anos. Mas o novo sistema chama a atenção pelo design e pela pretensão: a de ser o primeiro do gênero feito para uso comercial.

Segundo a IBM, este é o "primeiro sistema de computação quântica universal totalmente integrado do mundo, projetado para uso científico e comercial". Mas, como explicou o The Verge, "uso comercial" não é bem o que parece.

O Q System One não é o tipo de computador que pode ser usado na sua casa ou numa empresa qualquer. Assim como outros computadores quânticos, ele depende de um complexo sistema de controle de vibrações e de temperatura para funcionar.

Assim como outros do seu tipo, o novo computador quântico da IBM foi projetado para realizar experimentos com essa tecnologia e só pode ser usado virtualmente, através da internet, pelo serviço de computação em nuvem da empresa.

Reprodução

Nesta semana, a IBM também anunciou dois novos clientes do IBM Q Network, a plataforma de computação quântica em nuvem da empresa: a gigante energética ExxonMobil e o laboratório europeu CERN, responsável pelo LHC (Grande Colisor de Hádrons).

Em outras palavras, o Q System One não serve para realizar as mesmas tarefas que o seu PC de casa ou do trabalho fazem. Os chips precisam ficar em temperaturas baixíssimas e até a menor flutuação elétrica ou vibração física pode atrapalhar todo o processamento de um cálculo.

A vantagem do Q System One, segundo a IBM, é de que o novo computador quântico da empresa é quase tão estável quanto um computador normal. O mainframe resiste mais àquelas pequenas vibrações, e mesmo quando o sistema precisa ser reiniciado por conta de uma delas, o processo é mais rápido agora.

Reprodução

Outra vantagem do Q System One é o design. Ao contrário do computador de 50 qubits exibido na CES de 2018, a nova máquina não ocupa o espaço de uma sala inteira. O sistema é mais compacto e tem uma estrutura integrada, quase como o gabinete de um PC comum.

A máquina, porém, ainda é grande. Segundo o Engadget, o Q System One é um cubo de mais de 2 metros de altura. Pode não ser tão compacto quanto um computador desktop, mas já quase cabe numa sala de servidor do setor de T.I. de alguma empresa.

O visual da máquina foi projetado pela Map Project Office, uma agência de design industrial em Londres que já trabalhou com montadoras como a Honda. Não é à toa que a IBM compara o design do seu novo computador quântico ao de um carro.

"Imagine um carro", ele disse ao Engadget, "mas remova o exterior brilhante. Então mova a bateria para um lado. Em vez de ter um conjunto de eletrônica bem integrado e coisas assim, comece separando-os em pedaços e simplesmente espalhando-os por todo o carro. Pode ainda ser funcional. Mas não é um ótimo design [em termos de] integração, certo?"

É este o principal problema que o Q System One tenta resolver, além da questão da estabilidade. De certa forma, a máquina é apenas um pequeno avanço no desenvolvimento da tecnologia de computação quântica. Mas é um avanço de qualquer maneira.

-----------------------------O que é um computador quântico

Um computador quântico é uma máquina que funciona com base no nosso conhecimento sobre física quântica. Em tese, ele tem muito mais capacidade de processamento do que sistemas rodando em computação clássica, prometendo, no futuro, lidar com grandes números de cálculos por minuto para resolver problemas complexos.

Computadores normais usam bits para realizar cálculos. Já sistemas quânticos usam qubits. O qubit é a versão quântica dos bits tradicionais. Enquanto um bit pode assumir apenas os valores 1 ou 0, o qubit pode ser 1, 0 ou os dois ao mesmo tempo. Embora isso possa parecer apenas um pequeno avanço (três valores possíveis em vez de dois), é algo muito mais importante do que isso. Pois quando vários qubits assumem dois valores ao mesmo tempo, eles podem realizar uma série de cálculos ao mesmo tempo também.

Imagine, por exemplo, que você esteja planejando um mochilão, e queira saber a melhor maneira de viajar: como pagar mais barato em todas as passagens, como pegar o melhor tempo em cada lugar, como estar presente no maior número possível de festas, como evitar o máximo de dias chuvosos, etc. São, óbviamente, inúmeras as possibilidades e as variáveis que precisam ser ponderadas, e um computador tradicional precisaria calcular cada uma delas individualmente.

Computadores quânticos podem, em tese, calcular todas as possibilidades ao mesmo tempo. Isso permitiria não apenas responder de forma muito mais rápida perguntas complexas como essa, mas permitiria também que perguntas que levariam muito tempo para ser calculada mesmo pelos supercomputadores atuais se tornassem facilmente resolvíveis.

----------------------------Superposição

Uma das características mais notáveis do modelo quântico da física é o conceito de superposição: em algumas situações, alguns objetos ou partículas podem assumir dois estados diferentes ao mesmo tempo. O cientista austríaco Erwin Schrödinger, um dos pioneiros da física quântica, ilustrou essa característica com o experimento mental do "gato de Schrödinger".

Imagine que há um gato em uma caixa. Dentro da caixa, há também um frasco de veneno, que matará o gato caso ele seja quebrado. Sobre o frasco há um martelo ligado a um detector de radiação: se o detector perceber qualquer tipo de radiação no ambiente, o frasco é quebrado e o gato morre. Não é possível enxergar dentro da caixa.

Segundo Schrödinger, como não podemos ver dentro da caixa, não temos como saber se o gato está morto ou vivo. Nessa situação, não devemos pensar que o gato está morto ou vivo, mas sim que ele está, ao mesmo tempo, vivo e morto, ou "vivomorto", para entender o que é a superposição.

O exemplo de Schrödinger, no entanto, é meramente ilustrativo de um princípio que pode ser utilizado em outros contextos para gerar novas possibilidades de tecnologia. Entendendo-se o conceito de "superposição", é possível entender o que é um qubit e por que ele pode ter dois valores ao mesmo tempo.


IBM computação quântica CES 2019
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