Computadores quânticos: bolha ou tecnologia de futuro

Por Arlindo Oliveira, Professor do IST e Presidente do INESC

A ideia da computação quântica, proposta em 1980 por Paul Benioff e divulgada por Richard Feynman e Yuri Manin, tem desde então capturado a imaginação e o interesse de cientistas, de engenheiros e do público. O poder dos computadores quânticos, relativamente aos computadores digitais de hoje, reside no potencial destes computadores para usarem a sobreposição de estados quânticos e calcularem, em paralelo, um grande número de operações que, num computador digital, teriam de ser feitas em sequência.

Conceptualmente, esta capacidade para executar cálculos em paralelo, potencialmente em grande número, tem sido usada para argumentar que a computação quântica irá, no futuro, ultrapassar ou mesmo substituir a computação tradicional, em muitos problemas. Tanto a União Europeia como os Estados Unidos e outros blocos económicos têm apostado nesta tecnologia, subsidiando com valores muito avultados projectos de investigação e desenvolvimento, em instituições e empresas. A esta estratégia dos governos junta-se a capacidade de marketing de empresas como a IBM ou a Google, que têm desenvolvido este tipo de tecnologias e têm interesse em as popularizar e vender. Mas a realidade é mais complexa do que os apologistas destas tecnologias defendem.

Na realidade, a designação “computação quântica” refere-se a três grandes áreas que são bastante independentes entre si: comunicação quântica, sensores quânticos e computadores quânticos.

A comunicação quântica consiste em desenvolver protocolos de comunicação que, usando os fenómenos específicos da física quântica, tornem muito difícil ou mesmo impossível a intercepção de mensagens que sejam cifradas usando esta tecnologia. Já foram feitas diversas demonstrações desta tecnologia que, tudo indica, poderá ser comercialmente viável a curto ou médio prazo.

Os sensores quânticos são dispositivos que, baseando-se em mecanismos da física quântica, poderão ser mais sensíveis na detecção de todo o tipo de sinais, exibindo uma sensibilidade e precisão de que não dispomos hoje. Muitos destes mecanismos, de resto, são usados na construção dos transístores que equipam os computadores actuais, e a viabilidade deste tipo de tecnologia na criação de novos sensores parece perfeitamente garantida no médio prazo.

Já os computadores quânticos propriamente ditos correspondem a uma tecnologia cuja escalabilidade ainda está por demonstrar. Embora existam já computadores quânticos que podem manipular dezenas de qubits (o equivalente nos computadores quânticos aos bits dos computadores digitais), apenas podem ser usados em problemas artificiais, muito específicos e sem qualquer interesse prático. Conceptualmente, computadores quânticos com milhares de qubits poderão ser usados em aplicações reais, como por exemplo a quebra de cifras baseadas em chave pública, mas realmente ninguém sabe se será possível desenvolver computadores quânticos com essas características. As propriedades mais importantes da física quântica que permitem a criação de computadores quânticos, nomeadamente o entrelaçamento quântico, continuam a ser mal compreendidos pelos físicos, e não existe ainda uma interpretação única e consensual na comunidade científica deste fenómeno.

Qualquer argumento de que os computadores quânticos virão a ser, a médio ou longo prazo, uma tecnologia relevante na resolução de problemas práticos, como os que aparecem nas áreas da inteligência artificial ou da segurança informática é, neste momento, totalmente especulativo. Importa saber distinguir o hype da realidade.