Novo material descoberto pode mudar o futuro da computação quântica

A computação quântica é uma das fronteiras da ciência que ainda tem muito a ser explorada, principalmente pela dificuldade de se criar um computador do tipo, que necessita de um enorme espaço físico e a tecnologia ainda está longe de conseguir replicar o mesmo efeito em um tamanho possível de ser produzido em escala industrial.

Mas uma descoberta feita por pesquisadores da Universidade John Hopkins (EUA) pode mudar isso: a equipe encontrou um novo material (batizado de β-B2Pd) que é um supercondutor que já existe naturalmente em estado quântico - algo que pode mudar todo o desenvolvimento deste tipo de equipamento.

A descoberta foi publicada na revista Science e, de acordo com o autor principal do artigo, esse material pode ser o bloco de fundação de toda a tecnologia do futuro.

O que um computador quântico?

Mas, para conseguirmos entender como essa tecnologia é importante, é preciso entender primeiro o que é um computador quântico. De maneira bem resumida, um computador quântico é uma máquina que não segue as regras da lógica booleana, ou seja, ao invés de operarem com o processamento de bits (que podem assumir o valor “0” ou o valor “1”), os computadores quânticos trabalham com o processamento de partículas chamadas qubits, que conseguem assumir ambos os valores ao mesmo tempo, o que torna as operações muito mais rápidas. Na física, esse tipo de dualidade é chamada de “superposição”, e é a essa superposição que chamamos de estado quântico da matéria.

Ainda que a tecnologia quântica não seja algo inexistente, manter os atuais semicondutores em um modo quântico não é uma tarefa simples. Para forçar esses materiais a se manterem em estado quântico, é necessário o uso de enormes campos magnéticos externos ou o uso de uma substância chamada “líquido de giro quântico”, e ambos os modos exigem quantidades imensas de energia para que se mantenham funcionando - o que impede a construção deste computadores fora de laboratórios especiais.

E é isso que faz com que a descoberta deste novo material seja algo que pode mudar todo nosso desenvolvimento tecnológico, pois, ao descobrir um material que já existe naturalmente em estado quântico, pode-se eliminar todos os complexos sistemas usados atualmente pelos laboratórios para se criar um computador quântico, possibilitando até mesmo que essa seja a “pedra de fundação” de uma computação quântica que finalmente poderá ser produzida em escala industrial e ser comercializada em larga escala, permitindo aproximar nosso mundo das cidades futuristas que vemos nos filmes de ficção científica.

Futuro igual aos filmes

Caso consigamos construir computadores quânticos na mesma escala de tamanho dos aparelhos eletrônicos que temos hoje, as mudanças em nosso mundo podem ser muito maiores do que qualquer expectativa. Isso porque o processamento dos computadores quânticos são muito mais rápidos do que os dos tradicionais, e muito mais rápidos em uma escala absurda: não é como se estivessemos comparando um computador topo de linha deste ano com um laptop básico de dois anos atrás, mas algo mais próximo de compararmos a velocidade máxima atingida por uma lesma e por um avião supersônico.

Assim, se conseguíssemos tornar a computação quântica algo de produção tão simples e barata quanto a computação tradicional, diversos de nossos problemas atuais - principalmente no que tange o processamento de tarefas por IAs - seriam rapidamente resolvidos. Carros completamente autônomos que não necessitam de motorista para guiá-los poderiam passar a existir da noite para o dia, pois a computação quântica conseguiria, na teoria, processar todos os dados de sinais de trânsito, mapas e o que acontece ao redor do veículo de forma tão ou até mais rápida que o cérebro humano, garantindo que o veículo responda à qualquer estímulo em tempo real, sem delays que podem impactar na segurança da viagem - que é um dos maiores desafios dos atuais sistemas de navegação autônoma.

Esse, claro, é apenas um dos exemplos de onde a computação quântica pode mudar o dia-a-dia das pessoas, sem contar as inovações que esse tipo de computador pode proporcionar em indústrias como a farmacêutica, química e até mesmo na própria internet. Mas, claro, como qualquer descoberta científica, ainda é cedo para cravar que a descoberta do novo material será o começo de um novo mundo.

Outro tipo de partícula importante para a computação quântica são os férmions de Majorana, que, assim como os qubits também existem em estado de superposição, mas neste caso essas partículas coexistem de maneira simultânea com suas próprias antipartículas. Assim, os estudos futuros com o β-B2Pd deverão procurar se o material, além dos qubits, também possuem esses férnions de Majorana em seu estado natural - e esses férnions seriam necessários para se atingir o potencial completo da computação quântica, principalmente quando falamos de aplicações mecânicas.

Assim como a maioria de todos os avanços científicos, a descoberta do β-B2Pd não deve ser a única coisa que irá proporcionar que o mundo consiga largar a computação tradicional de lado e passar a uma nova era de computadores quânticos, mas o material tem muito potencial para ser o primeiro de uma série de descobertas que proporcionará essa mudança nos próximos anos, e tem tudo para ser o passo inicial em para uma nova era de computadores quânticos.

Fonte: Inverse