A maioria das pessoas provavelmente não sabe o que é e em que consiste a computação quântica. Mas isso não impede a Microsoft de já estar a seguir uma trajetória alternativa no que diz respeito ao desenvolvimento dos computadores quânticos. A tecnológica norte-americana anunciou hoje na conferência Ignite 2017 quais os seus planos para esta área.
Segundo a visão da Microsoft, o futuro da empresa estará assente em três grandes segmentos: realidade misturada, inteligência artificial e computação quântica. Se relativamente às duas primeiras áreas de atividade já são conhecidos trabalhos e investimentos da Microsoft, só hoje conhecemos em concreto qual a visão e o plano a curto prazo da tecnológica.
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O diretor executivo da empresa, Satya Nadella, disse que a Microsoft está a apostar na computação quântica, pois esta é uma disciplina que vai ajudar a resolver muitos dos problemas computacionais que ainda não têm solução. Na prática a Microsoft procura o mesmo que todas as outras empresas neste sector: realizar operações de processamento extremamente complexas num reduzido espaço de tempo.
Dependendo do problema em questão e segundo as teorias até agora desenvolvidas, um computador quântico pode realizar em algumas horas aquilo que um computador tradicional demoraria várias dezenas, centenas ou até milhares de anos a concretizar.
O segredo está nos quantum bits, também conhecidos como qubits. Enquanto na computação tradicional a informação é armazenada em código binário, uma combição de 0 e 1, na computação quântica a informação pode ser armazenada numa sobreposição de estados. Ou seja, é como se a informação não precisasse de ser 0 ou 1, pode ser os dois ao mesmo tempo, o que cria um ‘atalho’ para o processamento da informação.
É este estado de sobreposição que permite reduzir os tempos de processamento realizados por computadores quânticos. É como se os qubits tivessem capacidades multitarefa – o chamado processamento paralelo – e a computação tradicional não. Já há várias empresas que estão a trabalhar neste domínio, mas a Microsoft pretende trazer algo novo para a mesa. “O que seria necessário para criar um computador quântico verdadeiramente escalável?”, é a questão que os engenheiros da Microsoft estão a tentar responder.
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Parte da resposta já está, teoricamente, encontrada. A Microsoft não está a trabalhar com os tradicionais qubits baseados em supercondutores, mas em qubits topológicos. Estes qubits são menos sensíveis a interferências externas porque num estado topológico a informação contida no eletrão está localizada simultaneamente em vários pontos do espaço. “A informação é guardada de forma global, não consegues guardar a informação num local específico dessa matéria”, explicou depois um dos engenheiros da gigante de Redmond, sem especificar que nova matéria é esta.
Estes qubits topológicos apresentados pela Microsoft são mais espeficiamente aniões não-abelianos, que integram um grupo de quasipartículas chamadas de ‘fermiões de Majorana’. Este tipo de partículas fundamentais tem a peculiaridade de ser a sua própria anti-partícula, o que acaba por lhe trazer estabilidade e tornam-no ideal na criação de qubits. Esta abordagem topológica seguida pela Microsoft poderá criar resultados quânticos mais estáveis do que aqueles que são produzidos por computadores quânticos que usam qubits baseados em supercondutores.
Há no entanto desafios que são transversais, como o facto de ser necessário que a informação seja processada num ambiente controlado e com uma temperatura próxima do zero absoluto, para garantir a estabilidade dos resultados. Este é aliás um dos grandes, senão mesmo o maior dos problemas da computação quântica: garantir que os resultados não são influenciados por elementos externos como a temperatura ou o campo magnético.
Planos quânticos
Até aqui vimos acima de tudo qual a abordagem teórica da Microsoft aos desafios da computação quântica. Relativamente aos planos propriamente ditos, quais são?
Até ao final do ano a empresa vai disponibilizar aos programadores uma nova linguagem de programação – ainda sem nome – que lhes permitirá desenvolver aplicações e ferramentas que tiram proveito das propriedades únicas dos computadores quânticos. Em rigor, a Microsoft quer que a comunidade de programadores comece a desenvolver aplicações quânticas.
Esta nova linguagem de desenvolvimento vai ficar disponível na ferramenta Visual Studio e vai igualmente suportar cores distintas para diferentes elementos do código, assim como funcionalidades de debugging. Isto permite que na própria plataforma os programadores percebam se a sua aplicação quântica tem erros que a impossibilitam de funcionar. A linguagem é segundo a Microsoft “bastante legível, bastante perceptível e bastante digerível”.
A questão que se segue é: como vão depois os programadores experimentar estas soluções? A Microsoft está a construir o seu próprio computador quântico, mas o hardware ainda não está finalizado. Até que isso aconteça a empresa responsável pelo Windows vai disponibilizar simuladores quânticos.
Um destes simuladores vai ser local, querendo isto dizer que poderá ser executado no portátil ou no desktop do programador. Através deste simulador os interessados vão ter acesso a um computador quântico de 30 qubits – algo que vai exigir um computador com 32GB de memória RAM, segundo explica a publicação ArsTechnica.
Numa fase posterior a Microsoft vai disponibilizar um computador quântico na cloud, baseado na arquitetura Azure. Este simulador vai replicar o comportamento de um computador quântico com 40 qubits, o que ajudará a testar aplicações e ferramentas um pouco mais complexas.
Além de criar uma tecnologia quântica mais estável, a Microsoft pretende também assegurar que tem o ecossistema completo – hardware, software e no futuro potenciais clientes. A empresa espera conseguir desenvolver uma tecnologia de computação quântica que seja escalável, permitindo assim adicionar mais qubits aos computadores para que as operações sejam realizadas de forma cada vez mais célere.
Meio ambiente, criptografia, segurança, inteligência artificial, alimentação, machine learning e saúde são algumas das áreas que deverão ser fortemente impactadas pelas vantagens desbloqueadas pela computação quântica.