Em dezembro, o Google lançou o Willow, dizendo que “ele dá suporte à noção de que a computação quântica acontece em muitos universos paralelos”. Neste mês, a Microsoft apresentou seu novo chip quântico, o Majorana I, e o CEO da empresa, Satya Nadella, escreveu: “criamos um estado completamente novo da matéria”.
A excitação levou à disparada das ações do setor (e.g., RGTI +9,98%; QUBT 12,47%) sob a perspectiva de que uma nova era quântica esteja próxima, o que Jensen Huang (da Nvidia) e outros relativizam.
Computar é montar e desmontar Legos físicos ou simbólicos. Quando imputo 2 + 3 =? levo junto o DNA da solução, que surge quando o computador reorganiza o 2 e o 3. A mesma coisa se dá para: encontre todos os números primos entre 1 e 1 septilhão. Neste caso, a máquina de reorganizar informações deve localizar todos os divisores da fila do septilhão que não deixam resto e removê-los. Os que ficam são os primos.
As operações são quase instantâneas, mas numerosas a ponto de tornarem o resultado inatingível. Esse é o caso em relação às enzimas capazes de degradar todos os microplásticos. Elas existem, só que encontrá-las pode tomar mais do que o tempo do universo, intervalo atualmente necessário para quebrar a criptografia dos segredos militares e simular a realidade vivida. Para resolver esse tipo de problema, Richard Feynman (1982) e David Deutsch (1985) criaram uma nova visão sobre como mexer as peças do Lego usando a mecânica quântica.
Elétrons e outras partículas se comportam como se girassem em torno de si quando submetidos a um campo magnético. O giro verificado pode se alinhar ao campo (+), ou opô-lo (-). Porém, antes da verificação, as partículas combinam os dois estados (+/-) em diferentes proporções: só positivo, só negativo, a mistura balanceada de ambos e um sem número de outras composições. Isso se chama superposição e pode ser usado para mover Legos informacionais, aplicando esses incontáveis estados na realização de operações simultâneas.
As partículas em superposição utilizadas para computar são os bits quânticos, ou qbits. Além da combinarem múltiplos estados, os qbits podem ser entrelaçados – condição em que as operações em um afetam os outros. O entrelaçamento eleva a velocidade de processamento e serve para encontrar agulhas em palheiros, por meio de um princípio criado por Peter Shor (1994), que hoje está presente em todos os algoritmos quânticos: os estados de baixa probabilidade levam a seu descarte mútuo, enquanto os mais prováveis reforçam-se em destaque. Essa é a interferência quântica, que o nome sugere ser ruim, mas é boa.
O grande desafio da computação quântica é a manutenção do entrelaçamento. Os 105 qbits do Willow são 105 partículas entrelaçadas, mas elas só se mantêm coerentes por recordistas 1/10.000 segundos ininterruptos. Ainda assim, a máquina é capaz de resolver em cinco minutos um tipo de problema que tomaria 1.024 anos para um supercomputador digital.
Como pode tanta peça de Lego ter sua posição modificada em tão pouco tempo? Talvez seja porque essas operações vão se desdobrando em universos paralelos —pensou o marketing da empresa. A alusão aqui é à teoria de Hugh Everett III (1957) de que os desfechos de um evento quântico se realizam em mundos paralelos. Sabe o gato morto e vivo ao mesmo tempo? O que Everett propôs foi que, ao retirarmos o gato (partícula) da caixa (superposição), geramos um universo. Se aqui o encontramos vivo, lá estará morto.
O princípio foi aplicado às soluções de um computador quântico (Deutch, 1997), mas isso não “dá suporte à noção de que a computação quântica acontece em muitos universos paralelos”, dado que os universos paralelos surgiriam quando finda a superposição, enquanto o Google afirma que eles emergem da própria computação, que ocorre em superposição.
O caso da Microsoft é diferente. Após quase vinte anos de pesquisa, a empresa propôs uma nova estratégia para evitar a perda do entrelaçamento e um protótipo de chip com oito qbits. Eles não têm um computador quântico operando, mas a ideia é genial: ao invés de gerar o qbit de um elétron, o novo chip gera-o do comportamento sincrônico de suas propriedades distribuídas pelo material.
Na prática, é como se os estados do elétron em superposição se espalhassem pelo chip, gerando ganhos de resiliência. Esse comportamento distribuído se chama quasipartícula e pode nos aproximar da computação quântica para valer, já que permite empacotar mais qbits por chip e aumentar a duração do entrelaçamento.
A quasipartícula da Microsoft é a Majorana em Modo Zero e nomeia o dispositivo (Majorana I). Ela é uma propriedade emergente dos topocondutores, que representam um novo estado da matéria, como falou Satya Nadella. Porém, as notas editoriais do artigo sobre a novidade são mais cautelosas: “o time editorial informa que o manuscrito não representa evidência da presença de Majorana em Modo Zero no chip descrito”.
Tudo isso mostra que há um esforço para pintar o pavão, enquanto a computação quântica efetivamente engrena. Ela deve ter papel decisivo na próxima década, quando será combinada à IA, em arranjos híbridos, digital + quântico. Mantenha-se cético(a) sem perder o otimismo.
