Um olhar atento para a Computação Quântica

Paulo Henrique Alves Guimarães – foto: Sérgio Kremer

Paulo Henrique Alves Guimarães, professor universitário brasileiro, dedicou seus estudos a essa tecnologia capaz de revolucionar o futuro

Parece impossível imaginarmos nossas vidas sem as facilidades e benefícios atrelados à tecnologia. Estamos condicionados a pensar de forma digital, seja para pagar uma conta ou consultar um simples exame médico – o que, antes, seria muito mais complicado e demorado.

Contudo, estudos realizados por grandes corporações internacionais no ramo tecnológico estão próximos a alcançar um estágio muito mais avançado: a computação quântica. Ela é capaz, por exemplo, de desenvolver sistemas de criptografia inquebráveis e promover avanços importantíssimos para áreas de pesquisa em bioquímica.

Engana-se quem pensa que o Brasil está na retaguarda desse progresso. Pelo contrário. O tema já foi objeto de estudo e tem rondado universidades de renome com intuito de conseguir bons resultados, mesmo com todas as dificuldades encontradas em relação à verba e materiais adequados. Um nome de peso nessa área é o do professor doutor Paulo Henrique Alves Guimarães, de 55 anos, de Brasília (DF), que defendeu seu doutorado sobre Computação Quântica e o Apocalipse Criptográfico.

Para alguns, pode soar estranho uma criança almejar uma carreira como físico. Porém, para Paulo Henrique, essa escolha se deu de forma orgânica, baseada em suas aptidões reais e focada em disseminar conhecimento de forma clara e objetiva – exatamente o que faz há, exatamente, 33 anos na área educacional. “Tinha facilidade com a área de exatas e busquei um curso que pudesse explicar coisas que não entendia e, assim, repassar, de uma maneira simplificada, conhecimentos diversos”, relata. Entretanto, segundo o professor, houve outras opções de graduações que rondaram suas escolhas. “Pensei em outros cursos, mas não desisti da física, apenas optei, depois, por outras formações complementares”, afirma. O especialista compartilha que, fora a licenciatura e o bacharelado em Física, também é graduado em Matemática. O acadêmico, pensando em complementar suas formações, optou por especializações, desse modo, tornou-se mestre e doutor em Física pela Universidade de Brasília.

De acordo com ele, durante a produção de seu doutorado, direcionado à área de computação quântica, surgiram alguns obstáculos a serem transpostos, contudo, nada que o desanimasse ou diminuísse o seu contentamento em estudar um assunto tão relevante e que, no futuro, trará melhorias para tarefas realizadas no nosso cotidiano. “O tema, na época, era muito pouco conhecido – ainda é -, mas bastante intrigante e apaixonante. O meu maior desafio foi encontrar um computador clássico, que pudesse fazer as simulações que necessitava”, conta.

Computadores mais rápidos

Paulo Henrique enfatiza que seu objeto de estudo se trata de um assunto desconhecido por grande parte da população, e que explicá-lo não é uma tarefa simples. “A maneira mais didática e de fácil compreensão seria dizer o seguinte: é um computador capaz de realizar uma quantidade muito grande de processos simultaneamente, o que implicará em resolver problemas do nosso dia a dia em tempo recorde”, afirma, com clareza, o docente da Secretaria de Estado da Educação do Distrito Federal e Adjunto II na Universidade Católica de Brasília.

A fim de nos aprofundarmos no assunto, a revista Empreende conversou com o professor doutor Paulo Henrique Alves Guimarães, que esmiuçou e sanou questões sobre o que é a computação quântica, de uma forma bem didática, e contou os benefícios que essa tecnologia pode proporcionar ao nosso dia a dia. Confira!

Parte interna do Computador Quântico da D-Wave Systems – divulgação

Empreende – O que há de diferente na computação quântica?

Paulo Henrique – É um computador que utiliza, para seu processamento, as propriedades existentes apenas na mecânica quântica, tais como superposição, emaranhamento e de coerência quântica. Em uma analogia clássica, significa que, num jogo de moedas, as faces “cara e coroa” conseguiriam permanecer em ambos estados, de forma simultânea, e ainda interagir e modificar os estados uma da outra, por tempo até que se percam.

Empreende – O que torna os computadores quânticos tão poderosos?

Paulo Henrique – Eles são capazes de resolver problemas do nosso dia a dia em tempo recorde. Por exemplo, um cálculo de fatoração de um número de 512 bits pode ser resolvido em 34 segundos, quando, na computação clássica, levaria quadro dias. Ou uma fatoração que levaria 100 mil bilhões de anos pode ser resolvida em 36 minutos de processamento.

Empreende – O que é supremacia quântica?

Paulo Henrique – Conseguir ser o primeiro a construir um computador quântico. Há controvérsias sobre quem atingiu ou atingirá tal supremacia. O Google, em 2019, anunciou o Sycamore, um chip quântico que resolveu um caso bem específico: conseguiu desvendar, em 200 segundos, o segredo por trás de um gerador de números aleatórios, algo que o mais potente computador do mundo levaria 10 mil anos para fazer. A empresa canadense D-Wave anunciou, em 2007, o Orion, como o primeiro computador quântico, que funcionou por um período incrivelmente curto. Em 2017, também anunciou o 2000Q. Porém, não está comprovada a supremacia por meio dessas empresas, pois há dificuldades em manter estas máquinas funcionando – o que dificulta a comprovação na ciência, embora se reconheça que há avanços.

Empreende – Por que demorou tanto tempo para se chegar a este ponto?

Paulo Henrique – Questão tecnológica, o domínio do mundo quântico não é tão simples. Somente com o desenvolvimento da nanotecnologia, que atinge o tamanho das moléculas, se chegou mais perto, mas ainda está muito longe de dominar o mundo dos átomos, onde a computação quântica atinge.

Empreende – Como o anúncio do Google vai impactar a civilização nos próximos cinco anos?

Paulo Henrique – Os computadores clássicos continuarão sendo os de maior uso, pois, para manter os computadores quânticos funcionando, será necessário um engenhoso sistema de refrigeração que envolve, além de um grande espaço, um gasto muito grande em manutenção.

Veja que o computador anunciado pelo Google precisa de dois dias para chegar à temperatura de funcionamento, e para qualquer manutenção, dois dias para aquecer e chegar na temperatura de manutenção.

Empreende – A capacidade de processamento de uma máquina quântica extrapola tudo o que conhecemos. O que você acredita que seríamos capazes de descobrir/criar/dominar ao unir sistemas de inteligência artificial com uma rede de computadores quânticos?

Paulo Henrique – Esta união trará muitos avanços para a humanidade, haja vista a internet das coisas, tudo será melhorado, mas isso não é para um futuro próximo, pois, além de construir o computador quântico, é necessário mantê-lo, com custo muito grande e muita tecnologia.

Empreende – Os computadores quânticos não têm a mesma arquitetura que os computadores convencionais, nem mesmo a dos supercomputadores. Como será o futuro dos cursos relacionados à tecnologia da informação, dos profissionais atuantes da área e da indústria de hardwares e softwares?

Paulo Henrique – Ainda continuarão evoluindo com o progresso que traz a computação clássica, tendo em vista que estes continuarão existindo por longo período, não será possível descartá-los. Poucos profissionais, por um bom tempo, terão oportunidade de trabalharem com os computadores quânticos, à semelhança do que ocorre, hoje, com os supercomputadores.

Empreende – Como você vê o Brasil em relação ao domínio da computação quântica?

Paulo Henrique – Há grupos trabalhando na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), contudo, carecem de maiores recursos. Trabalham em coparticipação com grupos de outros países.

Por Camila Rodrigues