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[Oque é computaçao Quantica]

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1 [Oque é computaçao Quantica] em Sex Fev 05, 2010 6:47 pm

dr olk


Admin
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De modo geral e simplificado, a computação quântica nada mais é do que a aplicação das teorias e propriedades da mecânica quântica ao computador. Claro que isto envolve muito mais coisas do que podemos imaginar, mas em resumo, é disto que se trata.



Um computador quântico (também conhecido como CQ) é capaz de realizar cálculos utilizando propriedades da mecânica quântica, como a teoria da sobreposição, que será explicada com maiores detalhes mais abaixo. Em teoria, os computadores quânticos são assustadoramente mais rápidos do que o PCs que temos hoje, mas a própria física quântica possui seus limitadores.

Um CQ pode ser construído a partir de fótons, nêutrons, prótons, elétrons e até mesmo pósitrons, aquelas partículas presentes no átomo que você estudou nas aulas de química do colégio. Sendo assim, já é de se imaginar que os computadores quânticos, pelo menos os processadores, possuirão um tamanho mais do que diminuto, em escala atômica.



A quantidade de mudanças que seriam causadas pela criação de um computador quântico é enorme. Não há como estimar com precisão quais seriam todas as alterações, mas algumas delas são previsíveis, e sem grandes esforços.

O fato de trabalhar com partículas atômicas torna possível a construção de computadores que sejam tão pequenos a ponto de não serem visíveis a olho nu. Enganam-se aqueles que pensaram que a velocidade de processamento é similar ao tamanho. Os computadores quânticos são centenas de milhares de vezes mais rápidos que todos os PCs e notebooks que existem atualmente juntos.

Tal velocidade se dá justamente pela utilização de partículas atômicas em sua construção, uma vez que elas possuem velocidade próxima à da luz, e o processamento das informações poderia ser feito em total paralelismo, e até mesmo em outra dimensão.

Criptografia

oda esta velocidade coloca em xeque um dos principais mecanismos de proteção e segurança de dados: a criptografia. Dependendo do algoritmo de criptografia utilizado para a proteção de algum dado, o melhor computador existente atualmente levaria milhares de anos para quebrar a chave e decodificar os dados.

Para um computador quântico realizar esta tarefa, alguns segundos seriam mais do que suficientes para que o código fosse quebrado e os dados revelados. A única maneira de contornar este problema seria a criação da criptografia quântica, considerada totalmente segura e praticamente inquebrável.

Problemas clássicos

Toda esta velocidade quântica é realmente útil na solução de apenas três problemas que os computadores atuais não são capazes de fazer em tempo hábil: fatoração de números inteiros com milhares de bits, logaritmo discreto e simulação de física quântica.

Para que um computador com a tecnologia atual resolvesse a fatoração de um número realmente grande, por exemplo, seria necessário ter uma máquina com tamanho maior ao Universo do qual temos conhecimento, ou seja, algo realmente inviável.

Outro problema que seria facilmente resolvido por um computador quântico diz respeito à busca de dados e informações em um banco de dados totalmente desordenado. O que poderia levar anos nos computadores de hoje, um PC quântico resolveria num piscar de olhos.


Para que um computador quântico funcione, todos os seus componentes e unidades precisam ser modificados de maneira a se tornem quânticos também. Pensando assim, o bit, da computação convencional, ganhou sua versão quântica, denominado qubit.

A principal diferença do bit para o qubit diz respeito aos valores que eles podem armazenar. Enquanto o bit só pode ter o valor 1 ou o valor 0, o qubit pode conter os valores 1, 0 ou 1 e 0 ao mesmo tempo. Você deve estar se perguntando: “Como isto é possível?”. Bom, isto é a propriedade quântica chamada sobreposição, a qual diz ser possível uma partícula estar em dois ou mais estados ao mesmo tempo.


Como citado anteriormente, um computador quântico pode ser concebido utilizando partículas muito pequenas, desde que elas sigam os princípios da mecânica quântica. É possível construir os PCs com fótons, que podem estar em mais de um lugar ao mesmo tempo, ou ainda prótons, nêutrons e outras partículas atômicas e subatômicas que admitem mais de um estado simultaneamente.

A utilização destas partículas como substitutas dos cristais de silício permitem a construção de máquinas extremamente pequenas, a ponto de não conseguirmos vê-las, mas com um poder computacional incalculável. Isto porque, ao invés de tratar as informações de maneira isolada e sequencial, o qubit integra as informações de todos os dados criando novas dimensões para o processamento. Ou seja, os dados são processados em mais de uma dimensão.

A maior dificuldade na criação de computador quântico está justamente no que torna isto possível: a sobreposição. Isto porque a sobreposição é muito sensível e qualquer microrruído eletromagnético pode alterar o estado do qubit e fazer com que a informação que ele continha seja perdida.

Além da instabilidade da sobreposição, outro problema enfrentado pelos cientistas é o superaquecimento das máquinas. Se você acha que seu computador esquenta demais, deveria tentar mexer com átomos e elétrons.

Se você ficou curioso em saber como o qubit trabalha, não deixe de acessar o artigo “O que é qubit, o bit quântico?”. Nele é possível encontrar muito mais informações sobre o “bit quântico”.

continua


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2 Re: [Oque é computaçao Quantica] em Sex Fev 12, 2010 2:08 pm

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