Computação Quântica atualizado

Prévia do material em texto

Computação 
Quântica
Equipe:
• Fernando Lorenzo
• Thiago Lorenzo
• Igor Freitas
• Iasmin Dantas
• Vagner Riveres
• Pedro Guimarães
Computação Quântica
• De modo geral e simplificado, a computação quântica nada mais é do que 
a aplicação das teorias e propriedades da mecânica quântica ao 
computador.
O Gato de Schrodinger
• Uma das características mais
notáveis do modelo quântico da
física é o conceito de
superposição: em algumas
situações, alguns objetos ou
partículas podem assumir dois
estados diferentes ao mesmo
tempo.
Modelo Ilustrativo:
Qubits
• Entendendo-se o conceito de "superposição", é possível entender o que é
um qubit.
O qubit é a versão quântica dos bits tradicionais. Enquanto um bit pode
assumir apenas os valores 1 ou 0, o qubit pode ser 1, 0 ou os dois ao
mesmo tempo. Embora isso possa parecer apenas um pequeno avanço
(três valores possíveis em vez de dois), é algo muito mais importante do
que isso. Pois quando vários qubits assumem dois valores ao mesmo
tempo, eles podem realizar uma série de cálculos ao mesmo tempo
também.
Processador quântico
• O objetivo deste aparato é, dentro de apenas um único ciclo elétrico, 
calcular todas as possiblidades de resultados e “mostrar” apenas o correto.
• A parte mais importante do CPU quântico são os qubits, se comportam 
como supercondutores, a única forma de alcançar o fenômeno da 
superposição é desenvolver um aparato capaz de atingir a temperatura de 
zero absoluto (-272.98ºc)
• Próximos dos qubits estão os circuitos dos chamados “couplers” (ou 
“combinadores”). Seu objetivo é interconectar os qubits e forçar a 
combinação daqueles que estão com dois valores iguais (0-0, 1-1) ou 
valores opostos (1-0, 0-1), 
• Por último, temos as memórias magnéticas programáveis, ou “PMM”. 
Esses circuitos ficam nos arredores dos qubits e couplers e agem como 
endereçadores. 
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.
Primeiro computador quântico
• No ano de 2007 surge o Orion, um processador
quântico de 16 qubits.
• Em 2011 a D-Wave lançou o primeiro
computador quântico para comercialização, o D-
Wave One, que possui um processador de 128
qubits.
• Um dos primeiros compradores do computador
quântico da D-Wave é a gigante Lockheed Martin,
uma das principais fabricantes de armas nos
Estados Unidos. Lá, a máquina auxilia no cálculo
de operações que iriam requerer um grande
número de tentativas e permutações.
D-Wave 2x (Versão mais atual)
• Em 2017, a D-Wave Systems lançou
comercialmente o 2000Q, um
computador quântico de 2000 qubits.
• Custo: US$ 15 milhões.
• D-WAVE 2X, desenvolvido pelo Google
em conjunto com a Nasa, é 100 milhões
de vezes mais veloz que um
supercomputador que trabalha com a
lógica binária.
Aplicações Práticas:
• O Google, através dos computadores quânticos tem interesse em acelerar
a gama de serviços oferecidos através da internet.
• O computador quântico pode melhorar significativamente o aprendizado
de máquinas, o que pode significar mais eficiência na inteligência
artificial.
• A Nasa, por sua vez, pretende aplicar a tecnologia em tarefas que exijam
maior exigência, como os cálculos orbitais, controle de tráfego aéreo e
também no mapeamento de mudanças do clima.
Problemas e Conclusões:
A tecnologia dos computadores quânticos embora promissora, está ainda bastante longe de
chegar às nossas casas. Possui problemas como:
• Alto custo (15 milhões de dólares).
• Dificuldade em se verificar por erros nos cálculos dos processadores quânticos.
• Precisam ficar em ambientes extremamente isolados de interferências elétricas ou
magnéticas.
• o D-Wave One só pode executar operações muito específicas e limitadas, longe de ser
capaz de substituir um computador convencional.
• Além disso, eles dependem do efeito de supercondutividade, que só ocorre em
temperaturas baixíssimas. Por isso, eles só funcionam em temperaturas próximas do zero
absoluto (-273ºC) - algo bastante difícil de se atingir.
Fim