O Início dos Computadores Quânticos

Introdução à Computação Quântica:
O Início dos Computadores Quânticos

Delma Assis dos Santos

Fernando César Ribeiro Pimentel

Faculdade Católica Salesiana do Espírito Santo

Resumo

A computação quântica surgiu há pouco tempo, mas já desperta um grande interesse na sociedade contemporânea principalmente na comunidade científica.

Este artigo tem como objetivo apresentar a computação quântica, apresentando o que é, seus principais aspectos, sua evolução, dificuldades encontradas até os dias de hoje e como está em alguns países. Trazendo conhecimento sobre o assunto para pessoas que ainda não descobriram essa nova tecnologia, abrangendo os mais variados tipos de públicos.

Palavras-chave: Computação Quântica. Superposição. Qubits.

Abstract

The Quantum Computing emerged there is little time, but already awakens a strong interest in society contemporary mainly in the community scientific. 

This article have as objective present The Quantum Computing, introducing the is it, your main features, their evolution, difficulties encountered Still today and how are in some countries. Bringing  knowledge on the subject to people that not yet discovered  this new technology,  encompassing the more assorted types of public.

Keywords: Quantum Computing. Overlap. Qubits.

1. Introdução

O objetivo deste artigo é mostrar o desenvolvimento da computação quântica em suas fases, motivando o interesse sobre essa evolução da era tecnológica.

Apresentando essa nova tecnologia numa visão baseada na sua evolução, desde os seus primórdios passando pela visão da sociedade contemporânea, sua evolução, impactos e suas como ela é encontradas em alguns países como base em estudos realizados na área recentemente.

2. Objetivos

Este artigo tem como objetivo demonstrar uma breve introdução à computação quântica, bem como a apresentação do que é a computação quântica, os principais aspectos, sua evolução, dificuldades encontradas e como ele é encarado nos países nos dias atuais com o objetivo de facilitar o entendimento sobre o assunto.

Com isso, iremos realizar a apresentação dos seguintes assuntos:

• Introdução à computação quântica;
• Evolução X Impactos;
• Dificuldades;
• A computação quantidade nos países.

3. Referencial Teórico

Na computação quântica é indispensável o entendimento de alguns pontos principais. Segundo [JOSÉ; PIQUEIRA; LOPES, 2013] para entender a programação quântica, primeiramente é preciso conhecer como a mecânica quântica e a computação se relacionam e as suas consequências: a teoria quântica da informação e a computação quântica.

Assim foram definidos abaixo os principais aspectos básicos da computação quântica.

3.1. Computação Quântica: O que é?

A computação quântica aplica o conceito de mecânica quântica, assim utilizando as suas teorias e características para o processamento dos computadores. Portanto a computação já saiu da era Eletrônica passando a seguir o caminhado para a era quântica.

Assim sendo os computadores que utilizam essa tecnologia são chamados de computadores quânticos, esses computadores tem o processamento baseado no principio de estados simultâneos denominado de superposição.

Esse fenômeno não é possível ser visualizado a olha nu. Essa propriedade consiste que um elétron pode girar para os dois lados respectivamente. Hoje os computadores funcionam com processadores que fazem a manipulação de bits nos estados 0 e 1 seguindo a base da máquina de Alan Turing,  o que não acontece com os computadores quânticos, pois ele conseguem decodificar os dados com os chamados qubits, que é a versão quântica dos bits utilizados hoje nos computadores.

3.2. Os Qubits

O chamado bit quântico ou qubits podem ser representados por átomos, íons, fótons ou elétrons assim sendo o computador quântico podem ser muito mais rápido que os computadores nos dias atuais.

Pois o bit hoje ele apresenta dois tipos de estados o 0 e 1, já no qubits ele pode armazenar o 0, 1 e 01 representando 3 estados possíveis.

Podemos fazer uma representação bastante simplória de um bit utilizando uma moeda. Para esse fim, representaremos o resultado ‘cara’ com o ‘0’ e o resultado ‘coroa’ com o ‘1’. Conforme intuímos, a moedas são objetos macroscópicos, governados pela física clássica, e por isso só obtemos um dos resultados (“0” ou “1”) em cada jogada. No entanto, se as moedas se comportassem como os objetos microscópicos, que obedecem os princípios da mecânica quântica, teríamos que as faces cara e coroa poderiam ser vistas ao mesmo tempo, ou seja, no lançamento de uma moeda, o resultado cara e coroa coexistiriam. Esse resultado é possível graças a uma das propriedades da mecânica quântica, denominada de superposição. Se novamente supusermos que uma moeda é um objeto quântico, os resultados ‘1’ e ‘0’ são denominados de estados e são representados por 0 e 1 [MATTIELO; SILVA; DE AMORIM;  DA SILVA; 2012, p. 35].

3.3. Evolução e Impactos

Dentro da ciência da computação os computadores quânticos já eram cogitados na época de Albert Einstein por volta dos anos 50, um pouco mais a frente por volta de 80 que se começou a tentativa da construção do primeiro computados quântico.

A primeira proposta para a utilização das propriedades quânticas foi realizada pelo físico Richard Feynman por volta de 1981. Já em 1985 foi descrito o computador quântico chamada de máquina de Turing Quântica e publicado em 1989 o primeiro algoritmo quântico chamando de Problema de Dois Bits de Deutsch pelo físico israelense David Deutsch.