Se você olhar bem de perto, a computação clássica é muito simples. O processador do seu computador é formado por bilhões de minúsculos interruptores elétricos, chamados transistores. Se um interruptor está ligado, ele vale "1". Se está desligado, vale "0". Cada letra que você digita, cada pixel de um vídeo do YouTube, tudo é traduzido para montanhas de zeros e uns. Essa unidade de informação é o famoso Bit.
O problema é que para certos cálculos complexos, como descobrir o formato de uma nova proteína para curar uma doença ou quebrar senhas super seguras, o computador clássico precisa testar uma combinação de zeros e uns de cada vez. Se houverem trilhões de combinações, ele pode levar milhares de anos.
A Computação Quântica entra para resolver problemas que computadores normais nunca conseguiriam, e ela faz isso abandonando o bit e adotando o Qubit (Bit Quântico).
A grande mágica do Qubit não é ser mais rápido, é ser fundamentalmente diferente, graças a um fenômeno da física chamado Superposição.
Imagine uma moeda clássica (um bit). Se você colocar ela na mesa, ou vai dar Cara (1) ou Coroa (0). Não existe meio-termo. Agora, imagine que você pegue essa moeda e gire ela em pé na mesa o mais rápido que puder. Enquanto ela estiver girando, num borrão, ela não é nem Cara, nem Coroa. Ela é, de certa forma, as duas coisas ao mesmo tempo e em várias proporções. Isso é a Superposição.
Um Qubit em superposição não é apenas 0 ou 1, ele é uma combinação fluida de ambos. A vantagem brutal disso é que um computador quântico não precisa testar uma senha de cada vez. Por estar em superposição, ele pode processar milhões de combinações matemáticas simultaneamente, uma capacidade que, segundo especialistas do Canaltech, é o que permite a essas máquinas resolverem em segundos problemas que levariam milênios na computação clássica.
O Desafio do Hardware: A Máquina Mais Fria do Mundo
Se os Qubits são tão poderosos, por que você não tem um no seu celular? Porque eles são insuportavelmente frágeis.
O estado de superposição quântica (a moeda girando) é destruído por qualquer coisinha. Uma leve mudança de temperatura, uma onda de rádio passando, ou a vibração de um caminhão na rua são suficientes para "parar a moeda" e fazer o Qubit colapsar de volta para um simples 0 ou 1, destruindo o cálculo. Isso se chama "decoerência".
Para manter os Qubits estáveis, eles precisam operar em um ambiente isolado de absolutamente tudo. O hardware de um computador quântico (que lembra um candelabro gigante de ouro e cobre) é, na verdade, um refrigerador de diluição extremo. Conforme explica a CNBC. O chip quântico fica na ponta de baixo desse candelabro e é resfriado a frações de grau acima do Zero Absoluto (-273,15 °C). Isso é significativamente mais frio que o vácuo do espaço sideral.
Atualmente, estamos na era dos computadores quânticos "barulhentos". Eles já existem, mas ainda cometem muitos erros porque é muito difícil manter dezenas de Qubits em superposição por muito tempo. O momento em que as máquinas conseguirem corrigir os próprios erros será o dia em que a criptografia da internet, a descoberta de novos materiais e a indústria farmacêutica mudarão para sempre.
