Computador quântico
Um computador quântico é um modelo de como construir um computador. A idéia é que os computadores quânticos podem utilizar certos fenômenos da mecânica quântica, tais como sobreposição e emaranhamento, para realizar operações sobre dados. O princípio básico por trás do cálculo quântico é que as propriedades quânticas podem ser usadas para representar dados e realizar operações sobre os mesmos. Um modelo teórico é a máquina Turing quântica, também conhecida como o computador quântico universal.
A idéia da computação quântica ainda é muito nova. Já foram feitas experiências. Nelas, um número muito pequeno de operações foi feito em qubits (bit quântico). A pesquisa prática e teórica continua com interesse, e muitas agências governamentais e militares apoiam a pesquisa em computação quântica para desenvolver computadores quânticos para fins civis e militares, tais como a criptanálise.
Os computadores de hoje, chamados computadores "clássicos", armazenam informações em binários; cada bit está ligado ou desligado. A computação quântica utiliza qubits, que, além de possivelmente estarem ligados ou desligados, podem estar ligados ou desligados, o que é uma forma de descrever a superposição, até que seja feita uma medição. O estado de um dado em um computador normal é conhecido com certeza, mas o cálculo quântico usa probabilidades. Apenas computadores quânticos muito simples foram construídos, embora projetos maiores tenham sido inventados. A computação quântica utiliza um tipo especial de física, a física quântica.
Se for possível construir computadores quânticos de grande escala, eles serão capazes de resolver alguns problemas muito mais rapidamente do que qualquer computador existente atualmente (como o algoritmo de Shor). Os computadores quânticos são diferentes de outros computadores, como computadores de DNA e computadores tradicionais baseados em transistores. Algumas arquiteturas de computação, tais como computadores óticos, podem usar a clássica sobreposição de ondas eletromagnéticas. Sem recursos mecânicos quânticos, como o enredamento, as pessoas pensam que não é possível uma vantagem exponencial sobre os computadores clássicos. Os computadores quânticos não podem desempenhar funções que não são teoricamente computáveis pelos computadores clássicos, em outras palavras, eles não alteram a tese da Igreja-Turing. No entanto, eles seriam capazes de fazer muitas coisas muito mais rápida e eficientemente.
A esfera Bloch é uma representação de um qubit, o bloco fundamental de construção dos computadores quânticos.
Perguntas e Respostas
P: O que é um computador quântico?
R: Um computador quântico é um modelo de como construir um computador que usa certas idéias da mecânica quântica, tais como sobreposição e emaranhamento, para realizar operações sobre dados.
P: Como ele se diferencia dos computadores clássicos?
R: Computadores clássicos armazenam informações em binário; cada bit está ligado ou desligado. A computação quântica usa qubits, que podem ser ligados e desligados até que uma medição seja feita. O estado de um dado em um computador normal é conhecido com certeza, mas o cálculo quântico usa probabilidades.
P: Quais são algumas aplicações potenciais para computadores quânticos?
R: Aplicações potenciais incluem análise de criptografia (códigos de quebra) e resolução de problemas muito mais rapidamente do que qualquer computador atual (tal como o algoritmo de Shor).
P: Existem outros tipos de computadores além dos computadores quânticos?
R: Sim, há outros tipos de computadores, tais como computadores de DNA e computadores tradicionais baseados em transistores. Algumas arquiteturas de computação, tais como computadores óticos, também podem usar a clássica sobreposição de ondas eletromagnéticas.
P: A tese da Igreja-Turing se aplica à computação quântica?
R: Sim, computadores quânticos não podem desempenhar funções que não são teoricamente computáveis pelos computadores clássicos; eles não alteram a tese da Igreja-Turing. No entanto, eles seriam capazes de fazer muitas coisas muito mais rápida e eficientemente do que as máquinas clássicas.
P: A computação quântica em grande escala já foi conseguida?
R: Não, apenas experimentos muito simples foram feitos usando qubits (bits quânticos), embora desenhos maiores tenham sido inventados. A pesquisa prática e teórica continua com interesse, a fim de desenvolver capacidades de computação quântica em larga escala para fins civis e militares.
