A computação quântica começa a trabalhar

A pesquisa quântica hoje significa um grande negócio. O que antes era visto como uma curiosidade científica, a computação quântica agora promete transformar muitos aspectos da vida cotidiana, desde a segurança cibernética até o desenvolvimento de medicamentos e a previsão do tempo. Nos últimos anos, o trabalho em computação quântica começou a sair das universidades e a entrar em laboratórios de investigação empresariais, com grandes multinacionais, bem como start-ups e capitalistas de risco a entrar na corrida para comercializar tecnologias quânticas. Mas, apesar de todos os anúncios de financiamento recorde e de todo o entusiasmo, alguns alertam que isto está a fomentar uma “bolha quântica” que poderá rebentar em breve. 

O coração e a alma de um computador quântico são bits quânticos, ou qubits. Eles são diferentes dos bits de computador padrão, que podem ser 0 ou 1. Os qubits, por outro lado, podem ser ambos. Usar esse recurso para problemas computacionais complexos significa que seria possível calcular soluções muito mais rápido do que os computadores mais rápidos de hoje, dimensionando a computação para calcular com muitos qubits, resultando em um aumento exponencial no poder de computação. Qubits podem ser feitos a partir de diferentes plataformas de hardware, como qubits supercondutores ou íons aprisionados. Outros métodos futuros são processadores quânticos fotônicos que usam luz.

Especialistas dizem que uma “vantagem quântica” real só pode ser esperada quando os computadores quânticos operam com um milhão de qubits. E com o recorde atual ainda abaixo de 100 qubits, ainda há um longo caminho a percorrer. Mas o que mais impede o progresso é a decoerência dos próprios qubits. Para evitar isso, eles geralmente precisam ser operados perto de 0 K e protegidos uns dos outros e do ambiente. Cientificamente, porém, nada impede a criação de computadores quânticos em grande escala, mas existem alguns problemas de engenharia difíceis de resolver. 

Alguns desses desafios estão a ser enfrentados por enormes programas governamentais. Nos EUA, o governo está a investir 1.2 mil milhões de dólares na sua Programa Iniciativa Nacional Quântica que se destina tanto ao sector académico como ao sector privado, enquanto o governo do Reino Unido se aproxima do fim do seu programa de 10 anos de £1 mil milhões Programa Nacional de Tecnologia Quântica, que começou em 2013. Entretanto, os Países Baixos canalizaram 615 milhões de euros no ano passado para a organização guarda-chuva Delta Quântico NL para promover o desenvolvimento de tecnologias quânticas. Contudo, tudo isto permanece na sombra do financiamento estimado da China em 10 mil milhões de dólares para o seu programa nacional. 

Da grande tecnologia à pequena tecnologia

A computação quântica é atualmente dominada por gigantes tecnológicos como IBM, Amazon, Hewlett Packard, Honeywell, Google e Microsoft, com alguns deles investindo pesadamente em iniciativas quânticas. O Google tem um processador quântico de 53 qubit chamado Sycamore, enquanto a IBM revelou seus planos para produzir um chip de 433 qubit ainda este ano e um chip de 1121 qubit em 2023. Os dispositivos quânticos da IBM já foram disponibilizados para uso por mais de 200,000 clientes via um serviço baseado em nuvem.

Na verdade, muitas grandes corporações estão explorando aplicações quânticas. A Goldman Sachs está desenvolvendo algoritmos de otimização quântica para precificar ativos com base no risco inerente associado, por exemplo, a diferentes opções ou ações. Diz que as operações financeiras já poderão beneficiar dos computadores quânticos nos próximos cinco anos. Enquanto isso, a fabricante de automóveis Daimler está investigando como os computadores quânticos podem simular novos materiais para o desenvolvimento de baterias automotivas de maior desempenho e menor custo. O banco HSBC anunciou em abril passado uma parceria com a IBM para estudar o potencial da computação quântica no setor bancário.

E não são apenas os grandes jogadores que estão no jogo. O número de start-ups baseadas em quantum tem aumentado há vários anos, com 265, de acordo com a última estimativa da Relatório de computação quântica. E alguns estão dando grandes passos em frente. A start-up norte-americana ColdQuanta lançou um processador de 100 qubits baseado em átomos frios este ano e espera atualizar para 1000 qubits nos próximos três anos. Outra empresa norte-americana – a IonQ – foi a primeira start-up quântica que começou a negociar publicamente na Bolsa de Valores de Nova Iorque no ano passado, o que lhe permitiu angariar bem mais de 600 milhões de dólares em financiamento de investimentos. Outro acordo significativo envolve a PsiQuantum, que garantiu uma rodada de US$ 450 milhões este ano, com base em sua promessa de construir um computador quântico baseado em fotônica em grande escala até 2025. 

Dado que existe uma base científica sólida que sustenta o potencial da tecnologia quântica, a questão não é se isso acontecerá, mas quando

Freeke Heijman

As start-ups baseadas em tecnologia quântica também estão atraindo o interesse dos capitalistas de risco. Isto é ligeiramente contra-intuitivo, uma vez que os capitalistas de risco apostam normalmente em “cavalos seguros”, o que não é o caso dos produtos comerciais que deverão chegar ao mercado daqui a cerca de uma década. No entanto, de acordo com a empresa de consultoria McKinsey, o capital de risco e outro capital privado representam agora mais de 70% dos investimentos em tecnologia quântica. E enquanto apenas 93.5 milhões de dólares foram investidos em 2015, em 2021 esse número aumentou para espantosos 3.2 mil milhões de dólares. 

O perigo de todo este investimento é que conduza a uma bolha, mas não preocupa alguns, pelo menos por agora. “Não acredito que haverá uma queda geral nos investimentos, porque nos próximos anos veremos sucessos sendo anunciados e organizações usando a computação quântica para aplicações comerciais ou científicas do mundo real”, diz Doug Finke, que dirige Relatório de computação quântica. 

Freeke Heijman, diretor de desenvolvimento de ecossistemas da Quantum Delta NL, acrescenta que um pouco de entusiasmo não é necessariamente ruim, pois ajudará a estimular as pessoas a entrarem nas tecnologias quânticas. “Dado que existe uma base científica sólida que sustenta o potencial da tecnologia quântica, a questão não é se isso acontecerá, mas quando”, acrescenta ela.