Inteligência Artificial é incrível, mas o que falar de um computador quântico? A IA pode ser considerada um grande avanço da tecnologia, mas e se dissermos que já está sendo olhada pelos especialistas como algo que precisa ser superado?
Vamos entender tudo isso por partes:
- O que são partículas quânticas?
- Como opera um computador quântico?
- A estrutura de um computador quântico
- Computador quântico vs. computador digital
Em uma entrevista à CNN o físico teórico Michio Kaku disse que por mais que avanços com a inteligência artificial chamem a atenção, a nossa atual fase com a computação não é grande coisa se pensarmos em comparar um computador normal (um computador digital) com um computador quântico.
Kaku reconhece que chatbots como o ChatGPT têm benefícios de produtividade e podem acelerar algumas coisas, mas destaca que o que fazem é simplesmente criar coisas novas a partir de coisas criadas por seres humanos que estão na web. Ele disse que esses “gravadores glorificados” geraram uma ansiedade infundada, uma vez que o que fazem é só rearranjar conteúdos já existentes.
Computadores tradicionais usam um sistema binário, onde tudo é traduzível em uma combinação de zeros e uns. Os computadores de hoje peram em dois estados, ligado e desligado, “para cima/para baixo”. Isso é muito diferente do que acontece na natureza, onde tudo é muito mais complexo. Nesse sentido, os computadores quânticos estão mais próximos dessa complexidade da natureza, operando com partículas quânticas, por superposições, o que significa que podem estar em uma infinidade de estados ao mesmo tempo, superando muito o potencial computacional que temos atualmente.
O que são partículas quânticas?
Partículas quânticas referem-se a entidades subatômicas que são regidas pelas leis da mecânica quântica, que é a teoria física que descreve o comportamento de partículas em escalas muito pequenas, na escala do átomo ou ainda menores. Ela difere da física clássica, que descreve o comportamento de objetos em escalas maiores.
Para deixar mais claro, imagine a construção de uma casa. As partículas quânticas ou entidades subatômicas são os tijolos, que unidos formam as paredes, – que seriam os átomos. Essas paredes unidas formam um cômodo, – o que seria uma molécula. Percebeu o nível de complexidade com o qual um computador quântico lida?
Só pra matar a curiosidade… Olha só algumas partículas quânticas já conhecidas:
- Elétrons: Partículas carregadas negativamente que orbitam o núcleo do átomo.
- Fótons: Partículas de luz sem massa e que se movem à velocidade da luz.
- Quarks: Constituintes fundamentais dos prótons e nêutrons. Existem seis tipos de quarks: up, down, charm, strange, top e bottom.
- Nêutrons e Prótons: Apesar de não serem fundamentalmente quânticos, são compostos de quarks e são frequentemente estudados em contextos quânticos.
- Bósons W e Z: São partículas mediadoras da força fraca, uma das quatro forças fundamentais da natureza.
- Glúons: Partículas que mediam a força forte entre quarks.
- Neutrinos: Partículas quase sem massa que raramente interagem com outras substâncias e são associados à força nuclear fraca.
Como opera um computador quântico?
A computação quântica é um campo emergente que utiliza os vários estados das ondas das partículas quânticas, que podem vibrar em qualquer direção. Por acessar essa vibração em várias direções, é que o poder de processamento de um computador quântico é muito maior do que o que temos hoje, o que dá a possibilidade de resolver problemas complexos que atualmente são difíceis ou impossíveis de abordar.
O tipo de operação mencionada por Kaku, é uma das possíveis da computação quântica, – que se diferencia da computação clássica, onde um bit pode estar em um dos dois estados: 0 ou 1. Em contraste, um qubit (bit quântico) pode existir simultaneamente em ambos os estados 0 e 1: a isso dá-se o nome de superposição, e é o que permite que um computador quântico realize cálculos em múltiplos estados simultaneamente, o que dá muito mais potência aos computadores.
Para ficar mais claro, imagine um rato em um labirinto. Nossa atual era da computação seria o rato que tem que sair do labirinto, testando as trajetórias possíveis uma após a outra, uma de cada vez. Já um computador quântico analisa todas as possibilidades ao mesmo tempo.
A estrutura de um computador quântico
O cérebro humano é considerado uma das coisas mais complexas do universo, composto por 100 bilhões de neurônios interconectados entre si, cada um deles conectado a cerca de 10.000 outros neurônios, e todas essas conexões e cálculos acontecem à temperatura ambiente.
Nesse sentido, a Mãe Natureza ainda está à nossa frente, e o que os cientistas estão fazendo é tentar alcançá-la em termos de eficiência energética, uma vez que um computador quântico precisa de resfriamento perto do zero absoluto para minimizar vibrações e distúrbios das partículas que podem arruinar os complexos cálculos que eles operam.
Imagine que se alguém espirrar a um quarteirão de distância, já era! Os cálculos estão arruinados! E é por isso que um computador quântico é aquela coisa enorme, que parece um lustre. A maior parte deste “lustre” são tubos de resfriamento para reduzir drasticamente a temperatura para que tudo esteja congelado, e nenhuma oscilação do movimento comprometa os cálculos de partículas tão minúsculas. O aparato é enorme, mas os cálculos mesmo acontecem só na parte inferior.
Computador quântico vs. computador digital
Pra você ter uma ideia, nosso cérebro pode realizar cálculos complexos usando muito menos energia do que os computadores digitais precisam para operar toda essa coisa da inteligência artificial, que são esses cálculos binários. Agora, imagina o que é preciso de energia e poder computacional para operar esses cálculos muito mais complexos, a nível de partículas subatômicas…
Por isso Kaku falou sobre a importância de fazer a transição dos computadores digitais para os quânticos, pois só assim será possível avançar com essa tecnologia e entender o mundo a nível molecular.
Tomando o lugar da computação digital (a que temos hoje), a computação quântica poderia proporcionar uma compreensão muito maior da complexidade da natureza, o que permitiria feitos incríveis como a possibilidade de encontrar a cura para doenças como câncer, Parkinson e Alzheimer, que são males que acontecem a nível molecular, e hoje não conseguimos acessar em razão da incapacidade de lidar com os cálculos necessários para entender esse nível de complexidade.
Só um computador quântico nos permite compreender a linguagem da natureza, que é a nível das moléculas, não em uma razão binária. Pesquisas, análises de dados, modelagem financeira e até descoberta de medicamentos nessa nova realidade poderiam sofrer avanços muito mais significativos do que o que pode acontecer com a inteligência artificial, que depende do poder computacional que temos hoje.
Em sua breve fala, Kaku focou nas possibilidades sobre a saúde, mas só isso já faz olharmos para a inteligência artificial de uma forma diferente. Quando colocamos um computador quântico no jogo, esse alvoroço em razão da IA já soa um pouco como coisa do passado, né?!
Fonte: CNN
