A1 - LINGUAGENS FORMAIS E AUTOMATOS

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Com base nessa consideração, quais seriam, nos dias de hoje, as
possibilidades propiciadas pelas novas tecnologias oriundas dos autômatos finitos
determinísticos e dos autômatos finitos não determinísticos que poderiam impactar
positivamente os próximos anos?
Um dos maiores passos dados pela humanidade no quesito comunicação é
resultado direto dos estudos das linguagens formais. O desenvolvimento da Web, pode-se
dizer, é um resultado amplo dos estudos dos autómatos, e temos outros exemplos como no
caso do autômato finito determinístico, que possibilitou o emprego prático na criação de
hardwares e softwares para a resolução de problemas específicos como modelar um
software que valida a entrada de um usuário num servidor através de e-mail, reconhecendo
exatamente o conjunto de linguagens regulares que são úteis para a análise léxica e para o
reconhecimento de padrões.
Já para os próximos anos impactarão positivamente nos campos de inteligência
artificial, aprendizado de máquina e computação quântica entre outros.
Em que medida o avanço tecnológico pode derivar nos cenários, nos quais
teríamos, por exemplo, autômatos não mais finitos, mas autômatos com infinitos
estados possíveis?
Numa possível situação de autómatos com infinitos estados possíveis teríamos uma
máquina de estados infinitos apresentando recursos infinitos. Essa possível evolução
tecnológica teria como ser feita dentro da computação quântica, sendo que nesse caso os
autômatos desempenhariam um papel importante em teoria da computação, com o uso da
teoria quântica, na elaboração de compiladores mais complexos, o processamento da
inteligência artificial em casos mais exigentes, análise sintática e verificação formal.
Como isso se adere à computação quântica?
Na computação quântica, o autômato quântico finito ou QFA é uma analogia
quântica do autômato probabilístico.
Autómatos probabilísticos estão relacionados à computação quântica da mesma
maneira que o autômato finito está relacionado à máquina de Turing. Muitos tipos de
autômatos podem ser definidos, incluindo measure-once (Medir uma vez) e
measure-many (Medir várias vezes). Autómatos quânticos de estados finitos podem
ser entendidos como uma quantização das sub mudanças de tipo finito, ou uma
quantização das cadeias de Markov, que pressupõe que, a distribuição de probabilidade do
próximo estado depende apenas do estado atual e não na sequência de eventos que o
precedem.
QFA é, de certa maneira, um caso especial de autômato geométrico finito ou
autômato topológico finito. Em resumo a computação quântica, está baseada nos
princípios da superposição da matéria e no entrelaçamento quântico para
desenvolver uma computação diferente à tradicional. Em teoria, seria capaz de
armazenar muitíssimos mais estados por unidade de informação e operar com algoritmos
muito mais eficientes a nível numérico, como o de Shor ou o temple quântico. Ela utiliza
como unidade básica de informação o qubit no lugar do bit convencional. A principal
característica deste sistema alternativo é que admite a superposição coerente de zeros e
uns, os dígitos do sistema binário sobre os quais se assenta toda a computação,
diferentemente do bit, que só pode adotar um valor ao mesmo tempo: um ou zero.
Esta particularidade da tecnologia quântica faz com que um qubit possa ser zero e um ao
mesmo tempo e, além disso, em diferentes proporções e portanto está alinhado com os
conceitos dos autómatos com infinitos estados possíveis aqui apresentados.
Quando houver uma forma dos autômatos receberem outros tipos de linguagens
aumentando ainda mais a sua complexidade e suas possibilidades de possíveis transições,
não estando presos à lógica binária das máquinas de hoje em dia, acredito que haverá um
salto de possibilidades e capacidades e tudo mudará.