O poder da computação está chegando a um ponto crítico. Se continuarmos a seguir a tendência em vigor desde que os computadores foram introduzidos, em 2040, não teremos a capacidade de alimentar todas as máquinas do mundo, a menos que possamos quebrar a computação quântica.
como fazer um servidor proxy
Os computadores quânticos prometem velocidades mais rápidas e segurança mais robusta do que sua contraparte clássica, e os cientistas têm se esforçado para criar um computador quântico há décadas.
O que é quântico e como isso nos ajuda?
A computação quântica difere da computação clássica em um aspecto fundamental - a maneira como as informações são armazenadas. A computação quântica tira o máximo proveito de uma propriedade estranha da mecânica quântica, chamada de superposição. Isso significa que uma 'unidade' pode conter muito mais informações do que o equivalente encontrado na computação clássica.
As informações são armazenadas em ‘ bits 'No estado' 1 ' ou ' 0 , 'Como um interruptor de luz que liga ou desliga. Em contraste, a computação quântica pode incluir uma unidade de informação que pode ser ‘ 1 , ’‘ 0 , 'Ou um superposição dos dois estados .
Pense em uma superposição como uma esfera. ‘ 1 ‘Está escrito no pólo norte, e‘ 0 ‘Está escrito no sul - dois bits clássicos. No entanto, um bit quântico (ou qubit) pode ser encontrado em qualquer lugar entre os pólos.
Os bits quânticos que podem ser ligados e desligados ao mesmo tempo, fornecem um paradigma revolucionário de alto desempenho em que as informações são armazenadas e processadas de forma mais eficiente, disse o Dr. Kuei-Lin Chiu para Alphr em 2017. O Dr. Chiu foi pesquisador do comportamento da mecânica quântica de materiais no Massachusetts Institute of Technology.
A capacidade de armazenar uma quantidade muito maior de informações em uma unidade significa que a computação quântica pode ser mais rápida e mais eficiente em termos de energia do que os computadores que usamos hoje. Então, por que é tão difícil de conseguir?
Fazendo qubits
Qubits, a espinha dorsal de um computador quântico, são difíceis de fazer e, uma vez estabelecidos, são ainda mais difíceis de controlar. Os cientistas devem fazer com que eles interajam de maneiras específicas que funcionariam em um computador quântico.
Os pesquisadores tentaram usar materiais supercondutores, íons mantidos em armadilhas de íons, átomos neutros individuais e moléculas de complexidade variada para construí-los. No entanto, fazê-los reter informações quânticas por muito tempo está se mostrando difícil.
Veja relacionado Como construir seu próprio PC
Em pesquisas recentes, os cientistas do MIT desenvolveram uma nova abordagem, usando um agrupamento de moléculas simples feitas de apenas dois átomos como qubits.
Estamos usando moléculas ultracold como 'qubits' Professor Martin Zwierlein, principal autor do artigo, disse a Alphr em 2017. As moléculas têm sido propostas como portadoras de informação quântica, com propriedades muito vantajosas sobre outros sistemas como átomos, íons, qubits supercondutores , etc. Aqui, mostramos pela primeira vez, que você pode armazenar essas informações quânticas por longos períodos em um gás de moléculas ultracold. É claro que um eventual computador quântico também terá que fazer cálculos, por exemplo, fazer com que os qubits interajam entre si para realizar as chamadas portas. Zwierlein continuou: Mas, primeiro, você precisa mostrar que pode até manter as informações quânticas, e foi isso que fizemos.
Os qubits criados no MIT mantiveram as informações quânticas por mais tempo do que as tentativas anteriores, mas ainda apenas por um segundo. Este período de tempo pode parecer curto, mas na verdade é cerca de mil vezes mais longo do que um experimento comparável que foi feito, explicou Zwierlein.
Mais recentemente, pesquisadores da University of New South Wales fizeram um avanço significativo na busca pela computação quântica. Eles inventaram um novo tipo de qubit chamado qubit flip-flop, que usa o elétron e o núcleo de um átomo de fósforo. Eles são controlados por um sinal elétrico em vez de magnético, tornando-os mais fáceis de distribuir. O qubit 'flip-flop' funciona puxando o elétron para longe do núcleo usando um campo elétrico, criando um dipolo elétrico.
Além dos qubits
Não são apenas qubits, entretanto, que os cientistas precisam descobrir. Eles também precisam determinar o material para fazer chips de computação quântica com sucesso.
Chiu’s papel , publicado no início de 2017, encontrou camadas ultrafinas de materiais que poderiam formar a base para um chip de computação quântica. Chiu disse a Alphr: O interessante nessa pesquisa é como escolhemos o material certo, descobrimos suas propriedades únicas e usamos sua vantagem para construir um qubit adequado.
A Lei de Moore prevê que a densidade dos transistores nos chips de silício dobra aproximadamente a cada 18 meses, disse Chiu a Alphr. No entanto, esses transistores progressivamente encolhidos acabarão por atingir uma pequena escala onde a mecânica quântica desempenha um papel importante.
A Lei de Moore, à qual Chiu se referiu, é um termo de computação desenvolvido pelo cofundador da Intel Gordon Moore em 1970. Ela afirma que o poder de processamento geral dos computadores dobra a cada dois anos. Como afirma Chiu, a densidade dos chips diminui - um problema que os chips de computação quântica podem potencialmente responder.
A computação quântica é o vaporware definitivo?
O que é vaporware?
Caso você nunca tenha ouvido falar do termo vaporware , é essencialmente um produto relacionado a software que foi anunciado, mas ainda não está disponível ou possivelmente nunca estará disponível. Um exemplo é um produto de software que foi amplamente comercializado, mas nunca viu a luz do dia.
Apesar das pessoas fazerem previsões otimistas por décadas sobre o impacto dos computadores quânticos e os vários avanços nos ambientes de negócios e pesquisa, quão perto estamos de alcançar o sonho da computação quântica? Esta situação é uma previsão de vaporware futuro ou se tornará algo útil?
Nós nos aprofundamos no realidade da computação quântica em outro artigo. Em resumo, um computador quântico provavelmente executará um cálculo nada realista mais rápido do que um computador convencional nos próximos um ou dois anos. No entanto, não será um processo simples e não será barato ou benéfico para os consumidores diários.
