Computação quântica

O que é computação quântica?

A computação quântica é uma maneira de resolver problemas extremamente complexos, procurando padrões em bilhões de pontos de dados usando espaços computacionais multidimensionais. É muito menor que um supercomputador, mas resolve problemas que os supercomputadores clássicos não conseguem.

Como a computação quântica funciona?

O segredo do poder da computação quântica é o qubit. Essas são a versão de bits do computador quântico ou as pequenas unidades de dados usadas em telecomunicações e computação.

O que torna um qubit diferente de um bit comum é que ele contém informações em um estado de sobreposição. Isso significa que todas as configurações possíveis dos dados são representadas no qubit. Assim, no nível mais fundamental, os próprios dados podem ser expressos de muitas maneiras ao mesmo tempo, o que permite análises muito mais sofisticadas.

Além disso, os algoritmos quânticos utilizam um efeito mecânico chamado “emaranhamento” para encontrar soluções. O emaranhamento refere-se ao comportamento inter-relacionado entre duas coisas separadas, de modo que, em termos quânticos, qualquer alteração em um qubit afetará diretamente o outro. Ao manter essas inter-relações em jogo, os processadores quânticos podem acomodar mais complexidade em suas análises computacionais.

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Por que precisamos de computadores quânticos?

Os computadores quânticos são perfeitamente adequados para resolver os maiores desafios do setor, mesmo com os negócios e as tecnologias continuando a evoluir. Na verdade, a inovação depende da capacidade da tecnologia de acompanhar suas demandas cada vez maiores.

Por exemplo, os sistemas de energia renovável devem permanecer em um caminho de melhoria constante para se tornarem mais eficientes e menos caros se quiserem cogitar substituir totalmente os combustíveis fósseis. Os pesquisadores contam com a computação quântica para simular compostos químicos complexos e reações à medida que procuram novos materiais para melhorar a tecnologia das baterias.

A exploração do espaço profundo requer refinamento contínuo de materiais para descobrir aqueles que podem suportar condições operacionais cada vez mais severas. Sem computação quântica, o ciclo de teste leva meses no laboratório, retardando o progresso para um ritmo muito lento.

Mesmo as indústrias comuns que fabricam bens de uso diário se beneficiam do poder da computação quântica. Do roteamento logístico ao planejamento da montagem da fábrica e à otimização do agendamento, essas indústrias estão se tornando muito mais eficientes ao executar algoritmos quânticos, o que permitirá maiores economias em escala.

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Quais são os benefícios e aplicações da computação quântica?

Devido ao seu enorme poder de processamento, a computação quântica oferece enormes vantagens, tais como:

· Maior sofisticação: Ao criar espaços multidimensionais e acomodar relacionamentos de várias camadas entre conjuntos de dados, a computação quântica consegue lidar com tarefas que os supercomputadores não conseguem.

· Opções de modelagem mais abrangentes: Os computadores quânticos utilizam as mesmas regras físicas dos átomos, tornando mais viável a análise de sistemas naturais complexos.

· Velocidades mais rápidas: Os processadores quânticos podem ser dimensionados para lidar com grandes quantidades de dados.

· Redução no consumo de energia: Ao usar supercondutores para processar dados, os sistemas de computação quântica extraem muito menos energia da rede.

· Menor risco/custo: Com a capacidade de executar várias simulações ao mesmo tempo, a computação quântica pode substituir muitas pesquisas em laboratório, o que reduz o risco inerente à execução de experimentos em laboratórios físicos e também reduz drasticamente as despesas.

· Treinamento menos extenso: A computação quântica não usa linguagens de codificação especiais, portanto, não são necessárias habilidades de codificação especializadas.

A computação quântica está sendo usada em muitas aplicações, incluindo:

· Previsões: Como a computação quântica pode lidar com enormes conjuntos de dados com muito mais eficiência, as previsões meteorológicas e financeiras podem ser mais precisas e mais oportunas.

· Criptografia: Os processadores quânticos fazem o trabalho rápido de quebrar protocolos de criptografia – mesmo aqueles criados por supercomputadores e estão sendo cada vez mais usados para substituir protocolos menos sofisticados por aqueles que são virtualmente à prova de hackers.

· Automóveis: Como os algoritmos quânticos são baseados na identificação de padrões, eles são extremamente úteis na análise dos fluxos de tráfego e no redirecionamento do tráfego quando os engarrafamentos são previstos. Além disso, quando os comportamentos de direção são combinados com os padrões de tráfego em um sistema quântico, a programação de veículos autônomos pode ser muito mais confiável.

· Biologia/medicina: Uma miríade de estudos médicos depende de processadores quânticos, desde análises comportamentais em larga escala até experimentos celulares em microescala, como estudos genéticos que analisam longas cadeias de aminoácidos para localizar sequências causadoras de doenças ou como as proteínas podem ser dobradas para alterar comportamentos.

HPE e computação quântica

Como as empresas precisam entender grandes quantidades de dados muito rapidamente usando pouquíssima energia, o interesse em explorar a computação quântica aumentou. Isso ocorre porque os desafios de computação de amanhã não podem ser superados aplicando cada vez mais computação de propósito geral sobre os problemas. No entanto, qualquer pessoa que conte com a computação quântica para resolver seus problemas de Big Data, IA e análise precisará esperar por muito tempo.

Em vez disso, na HPE, estamos trabalhando em novas formas de computação direcionadas a cargas de trabalho específicas para enfrentar esses desafios e as chamamos de aceleradores. Esses mecanismos de computação para fins especiais – ou aceleradores – são capazes de resolver ordens de magnitude de tarefas de computação específicas mais rapidamente usando muito menos energia. Oferecemos uma variedade de aceleradores para dar aos clientes uma vantagem com suas análises de IA para resolver tarefas corporativas do mundo real.

Quanto aos desafios do próximo nível, embora reconheçamos que a computação quântica tem um potencial incrível para resolver certos tipos de problemas, esses problemas não afetam a maioria das empresas. A computação quântica será uma técnica muito poderosa para resolver uma classe restrita de problemas em campos importantes como ciência de materiais e descoberta de medicamentos, especialmente aqueles que modelam sistemas fundamentalmente quânticos. Para certas aplicações, como a modelagem de moléculas para desenvolver novos materiais e produtos farmacêuticos, os computadores quânticos podem fazer coisas que nem os supercomputadores mais poderosos de hoje conseguem.

Para esse fim, a HPE investiu na IonQ, uma startup empolgante que está rapidamente se tornando uma empresa líder no mercado emergente de computação quântica. Investimos na IonQ, pois sentimos que a empresa está rapidamente se tornando uma líder no mercado emergente de computação quântica e porque acreditamos que sua abordagem, que usa íons presos para fazer qubits em vez de junções supercondutoras, é o caminho mais promissor para produzir sistemas realmente úteis. Vemos um futuro em que os clientes da HPE poderão selecionar aceleradores quânticos com a mesma facilidade de qualquer outro tipo de computação e consumir computação quântica como serviço. Em um mundo onde a computação quântica é apenas uma das muitas opções flexíveis de computação, a HPE pretende assumir um papel de liderança. Nós acreditamos que a IonQ nos ajudará a fazer isso.