Computação Quântica A Próxima era da Tecnologia

Computação Quântica A Próxima era da Tecnologia

Computação Quântica A Próxima era da Tecnologia, parece que essa é a MAIOR palavra da moda depois da inteligência artificial. No entanto, muitos dos recursos que usei para tentar entender os conceitos de computação quântica eram difíceis de entender rapidamente. Depois de compreender os conceitos, decidi criar este artigo como um guia facilmente compreensível para entender a próxima era da tecnologia: a computação quântica.

O que é Computador Quântico?

A tecnologia de hoje é baseada na física clássica. No entanto, a física clássica está limitando os recursos de nossa tecnologia e fazendo com que os computadores sejam menos eficientes. Os computadores quânticos são baseados na física quântica, particularmente na mecânica quântica, o que explica as propriedades físicas da natureza na escala de um átomo. Isso permite que os computadores sejam mais eficientes e aumentem seus recursos.

Você deve estar se perguntando, como exatamente os computadores quânticos se tornam mais eficientes? Deixe-me explicar…

Partículas com superpotências ?!

Computadores quânticos introduzem aspectos da física quântica que os computadores nunca haviam visto antes:

  • Sobreposição
    • Permitindo que partículas subatômicas sejam uma onda e uma partícula ao mesmo tempo.
  • Emaranhamento
    • Permitindo que diferentes partículas sejam afetadas simultaneamente, mesmo que apenas uma partícula seja diretamente afetada por uma causa.
  • Túnel quântico
    • Permitir que partículas passem através de barreiras, como transistores em um computador clássico.

Essencialmente, essas partículas semelhantes a super-heróis podem estar em dois ou mais estados ao mesmo tempo, ser paranormais e atravessar paredes. Usando esses aspectos, os computadores quânticos processam as informações de uma maneira muito diferente em comparação aos computadores clássicos. Um computador normal usa bits, uma série de zeros e uns para entender as informações. No entanto, um bit só pode ser um ou um zero. Um computador quântico usa qubits, que são capazes de existir em vários estados devido à superposição. Isso permite que eles sejam 1 e 0 ao mesmo tempo. Quão legal é isso?

Então continue a ler …

Exemplos de Eficiência

Como resultado de qubits usando propriedades como as descritas acima,

Como resultado de qubits usando propriedades como as descritas acima, os computadores quânticos são MUITO mais eficientes na solução de certos problemas em comparação aos computadores clássicos. Os recursos de um computador clássico são limitados porque as partes do computador podem ser tão pequenas até que as propriedades da física quântica, como o tunelamento quântico, comecem a afetar negativamente a funcionalidade do computador.

Um exemplo disso é um elétron passando através de um transistor usando tunelamento quântico em um computador clássico. Isso pode acontecer quando as peças do computador se tornam super pequenas e se aventuram no campo da física quântica.

Em vez disso, a computação quântica é capaz de usar as propriedades da física quântica em seu proveito. Por exemplo, um computador quântico é muito mais rápido na solução do problema do vendedor ambulante. Caso você não esteja familiarizado com o problema, ele indica que um vendedor precisa visitar uma lista de cidades. Usando a distância entre cada par de cidades, qual é o caminho mais curto possível que visita cada cidade e depois retorna o vendedor à cidade de origem?

Esse problema pode ser resolvido por um computador clássico, mas levaria muito tempo, pois o computador clássico adotaria a abordagem de testar cada rota individualmente. Por exemplo, se recebesse uma lista de 33.000 cidades, um computador clássico levaria 15 anos para resolver a questão. Se o computador usasse uma lista de 85.000 cidades, levaria 136 anos para resolver o problema. Com um computador quântico, como os qubits podem estar em diferentes estados ao mesmo tempo, o computador pode estar testando várias rotas ao mesmo tempo. Isso torna o processo muito mais eficiente.

Agora vem a parte boa… Computação Quântica A Próxima era da Tecnologia

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Aplicações reais da computação quântica

  • Desenvolvimento de drogas
    • A simulação de composições químicas para diferentes compostos é outro problema difícil para um computador clássico executar com eficiência. No entanto, um computador quântico seria capaz de executar essa tarefa rapidamente. Uma das empresas que trabalham no desenvolvimento de medicamentos usando computadores quânticos é o ProteinQure. Essa empresa combina tecnologias como IA e computação quântica para projetar medicina.
  • Cybersecurity
    • Os sistemas de segurança on-line de hoje são baseados no fatoramento de números muito grandes, pois essa é uma tarefa que leva muito tempo para que um computador clássico seja executado. Esses sistemas serão prejudicados por computadores quânticos porque eles são capazes de fatorar grandes números rapidamente. No entanto, não entre em pânico ainda! Os computadores quânticos de hoje são muito propensos a erros para começar a desmontar nossos sistemas de segurança, mas esta é uma área para se olhar para o futuro da segurança cibernética. Apesar de poder desmontar nossos sistemas de criptografia, a computação quântica também pode contribuir para a criação de sistemas mais fortes de segurança cibernética. A criptografia pós-quântica, também conhecida como criptografia resistente a quantum, é uma área de estudo que está desenvolvendo sistemas de criptografia seguros contra computadores clássicos e quânticos. A Post-Quantum é uma empresa que está atualmente trabalhando na criação de sistemas de criptografia pós-quantum!

Previsão do tempo e mudanças climáticas

Mesmo com a tecnologia usada para prever as previsões meteorológicas hoje, às vezes as previsões podem estar completamente erradas. Os computadores quânticos são capazes de analisar muitos dados que entram na previsão do tempo, para que sejam muito mais precisos ao prever o tempo. No entanto, esta é uma aplicação da computação quântica que está nos estágios iniciais da pesquisa.

Continuação…

Além disso, a computação quântica pode ser incrivelmente útil na luta contra as mudanças climáticas. Os computadores quânticos podem construir modelos climáticos aprimorados, permitindo-nos reagir aos impactos potenciais das mudanças climáticas mais rapidamente. Além disso, a computação quântica pode ajudar a combater as mudanças climáticas, simulando moléculas complexas para captura de carbono, que são mais baratas e mais eficazes que os modelos atuais. Esta é definitivamente uma aplicação interessante e muito impactante para a computação quântica!

Alguns dos contras dos atuais computadores quânticos

Embora a computação quântica faça parte da próxima era da tecnologia, ainda há um longo caminho a percorrer para que esses computadores se tornem mais populares. Estes são apenas alguns dos contras dos computadores quânticos que precisam ser resolvidos para avançar:

  • Eles precisam ser mantidos muito frios (-273 ° C) para diminuir a velocidade das partículas e evitar colisões que possam alterar os resultados.
  • Eles fazem muito barulho. Clique aqui para ouvir os computadores quânticos da IBM.
  • Eles têm muitos erros no momento.

Definitivamente, ainda há muito potencial de aprimoramento para computadores quânticos!

Principais Aprendizado

  • A física clássica está limitando os recursos de nossa tecnologia e fazendo com que os computadores sejam menos eficientes.
  • Os computadores quânticos introduzem aspectos da física quântica, permitindo que sejam mais eficientes.
  • Esses aspectos incluem superposição, entrelaçamento e tunelamento quântico.
  • Os computadores quânticos usam qubits em vez de bits e aplicam os princípios da física quântica descritos acima para serem eficientes.
  • As aplicações reais da computação quântica incluem desenvolvimento de medicamentos, segurança cibernética, previsão do tempo e mudanças climáticas

Os computadores quânticos estão definitivamente liderando o caminho para a próxima era da tecnologia.