Você já parou para pensar sobre as consequências de unir duas inovações de ponta como a inteligência artificial e a computação quântica este tema começou a ser muito debatido após o governo dos Estados Unidos manifestar preocupações sobre alguns avanços recentes como resultado entidades influentes como o Google e a NASA foram orientadas a pausar seus projetos em computação quântica essa decisão destaca as preocupações expressas por personalidades importantes no mundo científico como os respeitados cientistas e empreendedores têm defendido consistentemente a importância do cuidado e da ética no progresso desses campos tecnológicos inovadores, os computadores quânticos são máquinas fascinantes que operam com base nos princípios da mecânica quântica ao contrário dos nossos familiares computadores tradicionais que usam bits para representar informações como zero ou um os computadores quânticos trabalham com qbits.
Esses qbits são bastante diferentes eles podem armazenar informações como zero e um ao mesmo tempo devido a um fenômeno chamado superposição os qbits são as estrelas do mundo dos computadores quânticos eles podem existir em múltiplos estados simultaneamente graças a suas habilidades de superposição.
Isso significa que os computadores quânticos podem lidar com cálculos complexos em paralelo potencialmente acelerando significativamente tarefas em comparação com nossos computadores clássicos.
O emaranhamento é outro aspecto fascinante da Computação quântica, um fenômeno que conecta vários qbits juntos quando emaranhados o estado de um qbit fica intimamente ligado ao estado de outro independentemente da distância entre eles, como se tivessem uma conexão
, portanto os computadores quânticos não são máquinas comuns eles utilizam as extraordinárias capacidades dos qbits para processar informações de uma maneira completamente diferente os computadores tradicionais usam bits clássicos e só podem trabalhar com zero ou um de cada vez os computadores quânticos por outro lado aproveitam a superposição e o emaranhamento para processar uma grande quantidade de informações de uma só vez é como fazer várias tarefas em grande escala se você está curioso sobre as origens desta revolução quântica continue lendo este artigo.
Max Planck
Tudo remonta ao início do século XX quando a cativante teoria quântica deu seus primeiros passos desde aquele momento os pesquisadores iniciaram uma aventura fascinante para explorar as capacidades plenas da Computação quântica a teoria quântica investiga os elementos mais fundamentais do universo como átomos e partículas subatômicas Esta área da física trouxe uma abordagem revolucionária conhecida como mecânica quântica alterando radicalmente os conceitos da física Tradicional em 1900 Max Planck propôs a ideia radical de que a energia vem em pequenos pacotes discretos chamados quanta em vez de ser um fluxo contínuo.
Pense nisso como energia vindo em pequenos “Lanches energéticos” esse conceito inovador lançou as bases para entender que partículas como elétrons só podem existir em níveis específicos de energia sem estados intermediários, em 1925 Werner Heisenberg adicionou a revolução quântica com seu famoso princípio da incerteza que essencialmente diz que você não pode ter tudo de uma vez segundo Heisenberg não podemos determinar simultaneamente a posição exata e o momentum de uma partícula o mundo quântico está cheio de surpresas abraçando probabilidades e nos mantendo em suspense em 1935 Albert Einstein junto com Boris Podolski e Nathan Rosen introduziu o “paradoxo epr” um experimento mental que desafia a nossa compreensão de partículas emaranhadas ele levantou a ideia de uma ação assustadora à distância onde partículas emaranhadas parecem se comunicar instantaneamente independentemente de sua separação é como teletransporte quântico oferecendo uma experiência fascinante de admiração científica para todos nós mas a história não terminou aí.
Paul Benoff
O revolucionário conceito de computação quântica surgiu em 1980 introduzindo computadores que exploram os poderes místicos da mecânica quântica para realizar cálculos surpreendentes em 1982 o físico Paul Benoff teve uma ideia brilhante vislumbrando um novo tipo de computador que poderia aproveitar o incrível poder da mecânica quântica esses sistemas quânticos poderiam realizar tarefas computacionais surpreendentes tornando nossos computadores comuns lentos em comparação.
A empolgação com a computação quântica só cresceu a partir daí no mesmo ano o físico Richard Feinman ficou bastante entusiasmado e expandiu as ideias de Paul, ele viu o potencial dos computadores quânticos para resolver problemas que deixariam os computadores clássicos coçando a cabeça.
O pensamento visionário de Feinman despertou a curiosidade na comunidade científica lançando as bases para uma exploração e pesquisa mais aprofundadas na computação quântica.
Nas décadas seguintes os pesquisadores mergulharam nos detalhes da mecânica quântica compreendendo os princípios por trás dessa tecnologia em 1994 o matemático Peter Shore revelou um algoritmo inovador que mostrava o verdadeiro potencial dos computadores quânticos – foi como quebrar um código secreto permitindo que os computadores quânticos lidem com cálculos complexos muito mais rápido do que seus equivalentes clássicos o ano de 1998 marcou o primeiro vislumbre prático de um computador quântico uma equipe de pesquisadores no Laboratório Nacional de Los Alamos criou um computador quântico de 2 qbits usando ressonância magnética nuclear.
Técnicas de ressonância embora com limitações representaram um marco importante no progresso da Computação quântica avançando para o início dos anos 2000 uma era de progresso na computação quântica.
Vários grupos de pesquisa e empresas buscaram criar computadores quânticos mais avançados e alcançaram alguns avanços em 2001, a IBM atingiu um feito notável ao introduzir o IBM qbit um avançado computador quântico de 7 qbits que causou boa impressão entre cientistas e aficionados por tecnologia ao redor do mundo.
Seguindo esse avanço a comunidade dedicada à física quântica passou a focar no desenvolvimento de métodos para correção de erros quânticos visando proteger a informação quântica de interferências ambientais foram criados códigos inovadores como o código de superfície que fornecem uma camada de segurança aos qbits aumentando a confiabilidade dos computadores quânticos em 2005 pesquisadores da Universidade de innsbrook e do Instituto Nacional de padrões e tecnologia construíram um computador quântico funcional com 5 qbits, embora alguns pudessem dizer apenas 5 qbits representou um salto quântico demonstrando que computadores quânticos práticos estavam ao alcance.
A jornada quântica não parou por aí em 2007 cientistas avançaram ao criar qbits estáveis usando sistemas de estado sólido materiais mais estáveis e gerenciáveis, essa descoberta foi como encontrar uma nova receita para a estabilidade quântica tornando os computadores quânticos mais amigáveis ao usuário, em 2010 a Universidade de Ciência e Tecnologia da China realizou um feito que parecia tirado de um livro de ficção científica o teletransporte quântico – não era o teletransporte de pessoas mas de informação quântica de uma partícula para outra a 10 km de distância.
Isso demonstrou o potencial para construir redes quânticas onde a informação poderia viajar grandes distâncias.
Em 2013 o Google e a NASA uniram forças para desenvolver o The Wave 2 um revolucionário computador quântico no entanto à medida que o projeto ganhava impulso um obstáculo governamental inesperado prejudicou seu progresso deixando o computador quântico em um estado de incerteza o Google também se viu em uma situação confusa considerando que desligar e ligar o computador novamente quando as coisas voltassem ao normal seria custoso e demorado.
O Google se viu diante de um desafio ao investir no “Laboratório de Inteligência Artificial Quântica Ames” que proporcionou a eles acesso a um computador quântico entretanto com o fechamento temporário do laboratório a direção futura de seus projetos tornou-se incerta a paralisação governamental impactou significativamente o projeto colocando a pesquisa dessa inovadora tecnologia em um ponto crítico contudo a história ainda não acabou com a retomada das atividades governamentais a expectativas de que o computador quântico o “Wave 2” e as aspirações de avançar na fronteira quântica sejam revitalizados.
Em 2019 o Google foi notícia com a supremacia quântica demonstrando o notável poder dos computadores quânticos para tarefas específicas essa descoberta inspirou outros gigantes da tecnologia como IBM e Microsoft a intensificar seus esforços no campo quântico criando uma competição para construir sistemas quânticos melhores e mais confiáveis.
Em 2020 a IBM revelou o “IBM Quantum System One” o primeiro computador quântico totalmente integrado e projetado para uso comercial isso marcou um passo significativo em direção à computação quântica prática e acessível atraindo atenção e investimentos de governos e indústrias em todo o mundo os governos não resistiram ao atrativo da tecnologia quântica e reconheceram seu potencial para aplicações transformadoras isso levou ao financiamento de iniciativas de pesquisa quântica e ao estabelecimento de centros de pesquisa e laboratórios que se tornaram centros de colaboração entre academia indústria e agências governamentais na comunidade científica moderna há uma crença na comunidade científica de que a vida inteligente pode existir em outros planetas Possivelmente utilizando buracos negros como supercomputadores poderosos o paradoxo de ferme intrigou cientistas por anos se há uma alta probabilidade de vida em outros lugares no vasto universo.
Porque ainda não encontramos evidências claras disso? – é como procurar uma agulha em um palheiro cósmico a conjectura de Hart Tipper tentou abordar esse paradoxo sugerindo que se civilizações alienígenas avançadas existissem deveríamos ver sinais de sua atividade no entanto um grupo de físicos da Alemanha e da Geórgia introduziu uma nova ideia de que essas civilizações podem estar aproveitando buracos negros para tecnologias avançadas desde a década de 1960 a busca por inteligência extraterrestre tem se concentrado em explorar o Cosmos em busca de sinais de rádio no entanto alguns pesquisadores propõem ampliar a busca para incluir outros sinais de tecnologia avançada como neutrinos de energia direcionada comunicações quânticas e ondas gravitacionais o estudo realizado por Jad Vali e Zaza Osmanov explora a ideia de computação quântica em larga escala como um meio potencial de detecção de civilizações alienígenas avançadas a computação quântica notória por sua capacidade de processar informações rapidamente e oferecer segurança excepcional é vista como a tecnologia perfeita para civilizações avançadas.
Estas civilizações teóricas poderiam usar buracos negros como locais perfeitos para realizar computação quântica aproveitando as leis da física quântica e da gravidade Tais buracos negros que poderiam ser criados por alienígenas avançados emitiria uma radiação intensa incluindo a famosa radiação Hawking batizada em homenagem ao célebre físico Stephen Hawking radiação que contém neutrinos de Alta Energia poderia indicar a presença de civilizações avançadas de acordo com giad Vali e Osmanov esses neutrinos de Alta Energia podem originar-se tanto da radiação Hawking emitida por buracos negros pequenos quanto de colisões de partículas usadas para criá-los.
Para detectar esses sinais o Observatório de neutrinos Ice Cube localizado nas profundezas do gelo na Antártida poderia desempenhar um papel crucial essa teoria inovadora pode oferecer uma explicação para o paradoxo OX de ferme explicando por ainda não encontramos sinais de civilizações avançadas se esses vizinhos cósmicos mudaram de métodos de comunicação tradicionais para usar buracos negros como seus supercomputadores quânticos isso explicaria nossa falta de detecção à medida que a tecnologia de computação avança essas civilizações podem usar sinais de rádio por um tempo limitado um fator representado pelo parâmetro L na Equação de Drake que reflete por quanto tempo as civilizações enviam ativamente sinais detectáveis para o Cosmos Miky Kaku um proeminente físico teórico recentemente compartilhou sobre a computação quântica destacando o potencial desses computadores para verificar a precisão das informações geradas por chatbots de ia.
Essas máquinas quânticas podem aprimorar a confiabilidade dos resultados mas Mukaku expressou preocupações sobre o controle desse poder de verificação de fatos pois os governos podem potencialmente manipular informações e suprimir pontos de vista opostos, precisamos garantir o uso responsável dessa tecnologia.
A Computação quântica se apresenta como uma ferramenta ambivalente capaz de trazer enormes benefícios para a sociedade mas também com o risco de ser usada de forma prejudicial.
O desenvolvimento da ia avançou trazendo-nos ferramentas avançadas como geradores de imagens e chatbots mas esse “País das Maravilhas” de alta tecnologia também tem seu lado sombrio o fenomeno das “Fakes News” propagam informações falsas de forma descontrolada criando conteúdo super realista mais fabricado que prejudica a realidade.
Essas fake News podem ser usadas para incitar o caos gerando ordens falsas e desinformação em conflitos internacionais ferramentas de ia para aplicação da Lei podem agravar esse problema levando a uma supervisão excessiva e decisões tendenciosas afetando especialmente comunidades marginalizadas, o viés inerente nos modelos de ia só piora as desigualdades sociais até mesmo modelos de linguagem de ia podem gerar informações falsas potencialmente causando dano, é importante considerar que os bots de negociação baseados em inteligência artificial tem o potencial de causar perturbações significativas no mercado financeiro.
Contudo não é necessário alarme pois cientistas ao redor do mundo estão empenhados na missão de desenvolver o computador quântico final, trata-se de uma tarefa árdua que pode exigir vários anos ou até mesmo uma década para ser concretizada.
Imagem criada por ia
Esse prazo está condicionado a progressos tecnológicos, descobertas inovadoras e claro a disponibilidade dos recursos apropriados.
Existem duas estratégias principais que estão sendo perseguidas atualmente a primeira é computação quântica baseada em portas que consiste em manipular qbits individuais para efetuar cálculos.
Os especialistas estão empenhados em desenvolver qbits mais estáveis usando tecnologias como circuitos supercondutores e ions aprisionados e ao mesmo tempo reduzindo os erros, a segunda estratégia é a computação quântica adiabática uma técnica que envolve a evolução gradual de um sistema quântico para solucionar problemas complexos através de processos quânticos os cientistas estão investigando diferentes materiais e dispositivos especializados para melhorar a eficiência e a capacidade de expansão dos computadores quânticos adiabáticos.
No entanto os computadores quânticos são sensíveis ao ambiente e propensos a erros, manter a coerência é essencial para a computação precisa exigindo ambientes altamente controlados e isolados em temperaturas super baixas o que é uma empreitada cara e desafiadora.
A correção de erros é um aspecto crítico da Computação quântica pois os erros podem afetar a precisão dos resultados, os cientistas estão pesquisando ativamente maneiras de lidar com esses erros e aprimorar a confiabilidade.
Governos, instituições acadêmicas e empresas privadas estão colaborando e investindo pesadamente em iniciativas de pesquisa e desenvolvimento – iniciativas como “IBM Quantum” , “Google Quantum” e “Microsoft Quantum” estão liderando o caminho proporcionando aos pesquisadores acesso a hardware de ponta, software e recursos educacionais no mundo em constante evolução da Computação quântica.
A interseção entre inteligência artificial e computação quântica marca uma era de inovações revolucionárias e desafios éticos significativos, à medida que avançamos nesse território desconhecido, enfrentamos o potencial extraordinário de resolver problemas complexos a velocidades inimagináveis, expandindo as fronteiras do conhecimento humano. No entanto, essa mesma tecnologia carrega o risco de ser mal utilizada, destacando a importância de uma governança cuidadosa e responsável.
A história da computação quântica, desde suas raízes na mecânica quântica até os desenvolvimentos recentes liderados por gigantes da tecnologia e instituições acadêmicas, é uma jornada de progresso contínuo e colaboração. Esses avanços, embora promissores, vêm com a necessidade premente de considerar as implicações éticas e sociais.
A questão das “fake news” amplificadas pela IA, o potencial para supervisão excessiva, e os riscos de desigualdades sociais exacerbadas por vieses em modelos de IA são questões críticas que devem ser abordadas com urgência.
A busca pelo desenvolvimento do computador quântico final é uma corrida tecnológica que promete transformar muitos aspectos da nossa vida, desde a computação até a pesquisa espacial. Contudo, para alcançar esse objetivo, são necessários avanços em estabilidade de qbits, redução de erros, e manejo das sensibilidades ambientais desses sistemas. As estratégias de computação quântica baseada em portas e adiabática representam caminhos promissores nesse sentido.
Enquanto governos, instituições acadêmicas e corporações investem e colaboram na pesquisa e desenvolvimento dessas tecnologias, é crucial que também invistam em políticas e regulamentações que garantam seu uso ético e responsável. A computação quântica e a IA têm o potencial de serem forças poderosas para o bem, mas apenas se forem guiadas por um compromisso firme com a ética, a transparência e o bem-estar da humanidade como um todo.
Livros:
Introdução à computação e informação quântica – 19 outubro 2023 >> https://amzn.to/3vtZumr
Computação Quântica: A Realidade de uma Nova era – Kindle >> https://amzn.to/48BQWZ6
