Por que você precisa de um computador quântico? Bem, você não – a menos que alguém tenha um. E se eles tiverem um computador quântico, você também vai querer um. Impulsionados pela promessa de novas tecnologias que trarão benefícios para toda a sociedade, as nações ao redor do mundo estão investindo pesadamente no campo. Quando se trata de computação quântica, ninguém quer perder – e esse desejo está desencadeando uma espécie de corrida armamentista global.
Enquanto um computador padrão lida com bits digitais de 0s e 1s, os computadores quânticos usam bits quânticos ou qubits, que podem assumir qualquer valor entre 0 e 1. E se você emaranhar os qubits, poderá resolver problemas que os computadores clássicos não podem. Um futuro computador quântico poderia, por exemplo, quebrar qualquer um dos sistemas de segurança comuns de hoje – como a criptografia AES de 128 bits – em segundos. Mesmo o melhor supercomputador de hoje levaria milhões de anos para fazer o mesmo trabalho.
Estou muito satisfeito que aqui no Reino Unido, a construção do novo National Quantum Computing Center começará este ano
O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA já disse que os computadores quânticos serão capazes de quebrar a infraestrutura de chave pública existente, como criptografia AES de 128 bits, até 2029. Essa perspectiva significa que empresas e governos estão lutando para melhorar a segurança das redes convencionais, por exemplo, usando criptografia de chave quântica. Esse é um novo mercado para a tecnologia quântica que deve valer entre US $ 214 milhões e US $ 1,3 bilhão até 2024 (dependendo da pesquisa de mercado que você ler).
Investimentos importantes
Com tudo isso em mente, estou muito satisfeito que aqui no Reino Unido, a construção do novo National Quantum Computing Centre (NQCC) terá início este ano. Graças inteiramente a um investimento de £ 93 milhões do UK Research and Innovation (UKRI), o centro está sendo construído no laboratório Harwell do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia em Oxfordshire. Quando for inaugurado no final de 2022, o NQCC reunirá academia, empresas e governo com o objetivo de fornecer mais de 100 plataformas de usuários de qubit até 2025, permitindo assim que as empresas do Reino Unido explorem totalmente o potencial desta tecnologia.
O NQCC é parte de um investimento de £ 1 bilhão de 10 anos pelo Programa Nacional de Tecnologias Quânticas do Reino Unido, que foi lançado pelo governo do Reino Unido em 2013. Ele já criou uma rede nacional de centros de tecnologia quântica em sensores quânticos e metrologia (Birmingham) , comunicações quânticas (York), imagens aprimoradas quânticas (Glasgow) e TI quântica (Oxford). Buscando desenvolver e comercializar novas tecnologias, os hubs fazem parte de uma indústria quântica em crescimento no Reino Unido, que viu mais de 30 start-ups quânticas fundadas até o final de 2019.
Os visionários por trás do programa eram ninguém menos que Peter Knight – um ex-presidente do Instituto de Física (IOP) – e David Delpy (o atual tesoureiro honorário do IOP). Os benefícios potenciais da tecnologia quântica para a economia do Reino Unido foram discutidos em um seminário online organizado pelo grupo de Inovação e Crescimento de Negócios do IOP, que apresentou a atual presidente eleita do IOP, Sheila Rowan, bem como Knight e o “diretor de desafios” do UKRI, Roger McKinley.
Para fazer algo realmente útil com computadores quânticos, serão necessários mais de 50 qubits
No ano passado, pesquisadores do Google afirmaram que seu processador Sycamore, que tem 53 qubits supercondutores, foi capaz de verificar em apenas 200 segundos que um conjunto de números foi distribuído aleatoriamente. O mesmo cálculo, disse a empresa, levaria 10.000 anos na máquina Summit da IBM, que era o supercomputador mais poderoso do mundo na época. A IBM respondeu, insistindo que, com alguma programação clássica inteligente, sua máquina poderia resolver o problema em 2,5 dias. De qualquer forma, o Google alcançou um marco significativo no sentido de realizar a imensa promessa dos computadores quânticos – “uma conquista maravilhosa”, como disse Knight. “Isso mostra que a computação quântica é realmente difícil, mas não impossível”, acrescentou.
No entanto, para fazer algo realmente útil com computadores quânticos, serão necessários muito mais de 50 qubits. E dado que um único qubit custará US $ 10.000 ou mais, os computadores quânticos se tornarão comercialmente viáveis somente quando o custo por qubit cair drasticamente. Além do mais, teremos que contornar o fato de que os dispositivos qubit atuais são super-sensíveis a distúrbios externos, então eles devem ser colocados em caixas seladas e resfriadas criogenicamente para manter seu comportamento quântico.
Vale a pena lembrar que quando o ENIAC – o primeiro computador digital de uso geral – foi lançado em 1945, ele podia fazer em 30 segundos o que um humano faria em 20 horas. Mas com seus tubos de vácuo e tamanho vasto, o ENIAC estava tão distante dos dispositivos clássicos superavançados de hoje quanto os computadores quânticos de hoje estarão daqueles daqui a 50 anos. É por isso que a corrida para escalar e entregar um computador quântico prático, com muitas plataformas, tecnologias e empresas concorrentes em execução.
Em direção ao quantum 2.0
Os qubits supercondutores podem ser substituídos por algo mais barato, prático e escalável. Computadores quânticos adequados também exigirão sistemas operacionais, linguagens de programação, algoritmos, hardware de entrada e saída, bem como o armazenamento e a memória importantes. É por isso que fiquei particularmente satisfeito em ver a ORCA – uma empresa do Reino Unido – ganhar um dos prêmios de negócios do IOP este ano por desenvolver uma nova abordagem promissora para a memória de computação quântica, que permite que fótons únicos e emaranhados sejam armazenados e sincronizados.
Outro marco comercial importante ocorreu em setembro, quando a firma britânica Cambridge Quantum Computing (CQC) lançou o primeiro serviço Quantum Random Number Generation (QRNG) do mundo usando um computador quântico IBM. O CQC oferece verdadeira aleatoriedade máxima ou entropia, o que é impossível com um dispositivo clássico e vital para modelagem precisa e aplicações de segurança.
Levamos 75 anos para ir do ENIAC aos microprocessadores integrados, centros de dados, computação em nuvem derivados de dispositivos “quânticos 1.0” (junções de semicondutores, lasers e assim por diante). Imagine um mundo com dispositivos e computadores avançados “quantum 2.0” daqui a 75 anos. É ótimo ver um programa tão coordenado e visionário aqui no Reino Unido agora.
Um painel da indústria com membros do setor de computação quântica do Reino Unido fez parte da recente conferência Quantum2020 do IOP.
Publicado em 14/11/2020 01h39
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