segunda-feira, 6 de fevereiro de 2023

A COMPUTAÇÃO QUÂNTICA E O GATO DE SCHRÖDINGER

O QUE HOJE NOS PARECE UM PARADOXO, AMANHÁ PODERÁ SER UMA VERDADE DEMONSTRADA.

 

Interpretada pelos computadores, a dualidade lógica tornou-se o fundamento de tudo que é digital. Assim, textos, imagens, músicas, vídeos, enfim, tudo pode ser traduzido em zeros e uns — zero para falso, um para verdadeiro —, donde todos os algoritmos que formam os sistemas e programas que rodam em PCs, smartphones e demais dispositivos computacionais são na verdade longas sequências de bits 0 e bits 1. 

Observação: base binária utilizada pelos computadores convencionais nos causa estranheza porque estamos habituados com a base decimal, mas a conversão é simples: considerando que cada 0 e cada 1 representam o número 2 elevado à potência “x” — o primeiro, 20; o segundo, 21, e assim por diante —, a sequência 10, por exemplo, tem dois bits e equivale a 0x20 + 1x21; a sequência 111 tem três bits e equivale a 1x20 + 1x21 + 1x22; a sequência 1001 tem quatro bits e equivale ao número (1x20 + 0x21 + 0x22 + 1x23), e por aí afora.

Entre as diversas tecnologias computacionais que surgiram ao longo das últimas décadas, a computação quântica se destaca por ter exigido a maior mudança de paradigma por parte dos desenvolvedores. A mecânica quântica foi desenvolvida entre 1900 e 1925, e continua sendo a base na qual a química, a física de matéria condensada e as tecnologias que vão de chips de computador à iluminação LED se apoiam. No nível quântico, a matéria pode assumir, a um só tempo, diversas configurações possíveis (conhecidas como estados). Os computadores quânticos foram propostos na década de 1980 por Richard Feynman e Yuri Manin, visando superar uma das maiores limitações física. 

Na computação clássica, os bits são representados por impulsos elétricos ou ópticos. Na computação quântica, os qubits (ou bits quânticos) são partículas de nível subatômico, como os elétrons ou os fótons. Portanto, a computação quântica permite ir muito além da dualidade dos bits que os computadores convencionais utilizam para representar o “sim” e o “não”, o “verdadeiro” e o “falso”. 

Observação: Uma das principais diferenças entre os bits e os qubits advém da superposição. Na computação quântica não há apenas dois "estados", mas "várias combinações de zeros e uns". Da feita que uma pequena variação é suficiente para alternar entre esses "estados", o computador quântico consegue avaliar diferentes combinações de resultados simultaneamente, o que reduz consideravelmente o tempo necessário para executar uma tarefa.
 
Outra característica responsável pelo desempenho incomparável dos computadores quânticos é o entrelaçamento. Na física quântica, duas partículas interligadas reagem de forma similar, mesmo quando separadas por longas distâncias. Nos computadores clássicos, dobrar o número de bits resulta no dobro da capacidade computacional, mas nas máquinas quânticas o aumento no número de qubits produz ganhos em escala exponencial.
 
Já a ideia de que a matéria pode assumir dois ou mais estados simultaneamente é bem mais "bizarra", mas fica mais fica mais fácil de assimilar esse pressuposto à luz da hipótese formulada pelo físico austríaco Erwin Schrödinger, que ficou conhecida como "Gato de Schrödinger. 
 
Continua...