Computação quântica: entenda por que essa tecnologia precisa estar no horizonte de todo CIO

Uma pesquisa feita pelo site TechRepublic - uma das principais fontes de informação de profissionais de TI em todo o mundo - identificou que a computação quântica ainda é um mistério para a maioria: 90% afirmam que têm pouco ou nenhum entendimento a respeito. Apesar disso, 58% dizem que ela terá algum impacto sobre suas empresas. Ainda que seja necessário ultrapassar alguns marcos de desenvolvimento antes que essa tecnologia se traduza em impactos visíveis para os negócios, a percepção é coerente com as conclusões de um outro estudo, produzido pela consultoria global Mckinsey.

O relatório , intitulado Um Plano de Jogo para Computação Quântica, sugere que “o seu potencial é tão grande, e os avanços tecnológicos, tão rápidos, que todo CIO - que é como são chamados os gestores em TI das organizações - precisa ter uma compreensão básica de como a tecnologia funciona, os tipos de problemas que ela pode resolver e como se preparar para aproveitá-la”. Setores como logística e transporte, financeiro, energia, farmacêutico, químico e industrial, em que a computação quântica tem grande potencial, já estão envolvidos em experimentos.

“Sem dúvida, a construção de aprendizado consolidado diminuirá as barreiras e a curva de aprendizado para elas entrarem na computação quântica quando a tecnologia estiver madura para proporcionar valor, daqui a cinco a dez anos”, explica Romeu Gadotti, coordenador de Arquitetura e Governança da Supero Tecnologia, empresa de soluções em TI e alocação de mão de obra especializada na área.

O mercado da computação quântica é formado por provedores de poder de processamento quântico e por companhias que agem como intermediárias entre estes e os consumidores, ajudando as organizações a começar experimentos com essa tecnologia, com soluções que vão de treinamentos a softwares.

A McKinsey prevê que, até 2030, de 2 mil a 5 mil computadores quânticos estejam em operação no mundo. No entanto, segundo a consultoria, a computação quântica como serviço poderá ser ofertada muito antes – já entre 2022 e 2026 – pelos provedores de cloud. Com isso, as organizações poderão apostar em soluções híbridas, entre computação quântica e convencional.

“Hoje, essa tecnologia ainda não resolve nenhum problema relevante de negócio. No entanto, muita energia está sendo empregada na conexão de estudos na área relacionados com a indústria, já que a comercialização de tecnologia quântica é uma prioridade para os centros de pesquisa. O campo está avançando rapidamente em pesquisa e desenvolvimento de aplicações e provas de conceito, em busca da geração de valor e de mais confiança”, diz Gadotti.

Algumas aplicações potenciais já são vistas no horizonte, relacionadas à resolução de problemas matemáticos, inteligência artificial quântica, treinamento de modelos de deep learning, cibersegurança, desenvolvimento de baterias com maior capacidade e velocidade de carregamento, processamento com baixa energia e simulação de moléculas pequenas e complexas, como enzimas.

Mas afinal, o que é computação quântica?

Computação quântica é uma tecnologia emergente, que tenta resolver problemas difíceis demais ou até impossíveis para os supercomputadores tradicionais, por meio de uma abordagem de computação baseada em uma unidade básica completamente diferente: os qubits – em vez dos bits. Na prática, o comportamento desses qubits permite que computadores quânticos rodem vários cálculos ao mesmo tempo, com múltiplas fontes de dados, com uma escala enorme.

Os computadores quânticos são máquinas caras e complexas, desenvolvidas por poucas empresas. Há computadores quânticos experimentais em laboratórios de universidades, em empresas privadas e startups, e também computadores que fazem parcialmente o que um computador quântico completo faria. A IBM, por exemplo, oferece acesso via cloud a seus processadores quânticos desde 2016; a Rigetti Computing, desde 2017; já a D-Wave oferece sua solução de abordagem quantum annealing desde 2010.

A maioria dos computadores quânticos têm menos de 100 qubits, o que significa que não há computador quântico que resolva um problema com mais rapidez do que um computador já existente. Os fornecedores, no entanto, esperam modificar logo esse cenário: eles trabalham para aumentar esse número de qubits, que será fundamental para garantir aplicações significativas da tecnologia para gerar valor para o negócio. A IBM, por sinal, anunciou um roadmap de 1.000 qubits para 2023, que pode ser um marco para a criação de valor.

Os três desafios a serem superados

1. Falta de coerência e ruído

Os qubits são extremamente sensíveis. Quando expostos a fatores ambientais ou postos em um conjunto muito grande para trabalharem juntos, surgem ruídos e falta de coerência. “O que acontece é que um qubit interfere em outro, criando quaisquer combinações, o que não ocorre em um ambiente de bits. Com isso, inputs podem ser perdidos ou alterados, levando a resultados errados”, explica Gadotti.

2. Fragilidade dos qubits

Os qubits são mais propensos a erros, são difíceis de controlar e estão sempre à beira de sair de seu estado quântico. Hoje, para manter a estabilidade dos qubits, por exemplo, os computadores são mantidos em ambientes extremamente frios, a temperaturas abaixo de zero, algo impraticável no ambiente de negócio.

3. Escalabilidade

Um dos maiores desafios da computação quântica é construir computadores que contenham qubits suficientes para executarem cálculos úteis para as organizações.