Computação quântica: A realidade de uma nova era

Este livro trata de um campo de vanguarda na ciência. Falamos do computador do futuro, dos reflexos que a física e a mecânica quântica projetam na filosofia, da busca da realidade e das novas tecnologias da computação e comunicações. Tratamos, ainda, do desenvolvimento do código e do algoritmo. Em circuitos, avançamos para uma escala nanométrica, indo ao mundo das moléculas, dos átomos e das partículas. Escrevemos sobre implementações da computação quântica e da linguagem de programação universal com base em um conjunto de portas lógicas e demonstramos o uso dos pacotes de desenvolvimento dos principais fabricantes. Executamos os programas em modo de simulação e também passamos para o código compilado diretamente executado em processadores quânticos verdadeiros. Em uma demonstração clara e simples, são descritos a montagem dos ambientes de desenvolvimento, os componentes de tecnologia padrão e código aberto e as principais interfaces da atualidade, tais como ferramentas para cálculo numérico, matrizes, visualização gráfica, aprendizado de máquina (ML), inteligência artificial (AI) e computação em nuvem (cloud). Falamos da harmonia e das oportunidades que permitem um canal de contato entre a humanidade e o Universo, e, por fim, desorganizamos os fatos e levantamos algumas dúvidas. 1925 É ao ano do nascimento da teoria quântica dentro do espaço da física, começando com a definição da mecânica quântica dada pelo grupo do físico Heisenberg — uma teoria conhecida por “Interpretação de Copenhague”. 2019 Estamos há quase um centenário da proclamação de Copenhague, e a pesquisa aponta para a melhor maneira de projetar o conceito do quantum em uma nova geração de processadores e algoritmos além da lógica booleana. Ao explorar o potencial dos primeiros computadores quânticos, percebemos que os estados são voláteis e, às vezes, requerem condições de operação estáveis, perto do zero absoluto na escala Kelvin de temperatura (-273º Celsius). Sem dúvida, já estamos ingressando na era do computador quântico. 2030 Será o auge da evolução dessa tecnologia de desenho escalar, havendo circuitos com uma enorme capacidade de determinar as probabilidades. A computação quântica será um dispositivo plenamente integrado ao ambiente de computação em nuvem, alocado sob demanda para resolver desafios específicos, sobretudo no apoio às tarefas de criptografia. 2050 A comunicação ótica por satélite ocorrerá de modo totalmente seguro, blindado de quaisquer tentativas de interceptação. Surgirão os primeiros sistemas de teleportação, seja da informação ou no âmbito das estruturas moleculares.