Não é preciso voltar muito no tempo para encontrar as origens do computador quântico. Eles foram idealizados há apenas 20 anos atrás, por um físico do Laboratório Nacional de Argonne (em inglês), Paul Benioff, creditado como a primeira pessoa a aplicar a teoria quântica a computadores em 1981.
Benioff idealizou a criação de uma máquina de Turing quântica. A maioria dos computadores digitais, como o que você está usando para ler este artigo, é baseada na Teoria de Turing. A máquina de Turing, desenvolvida por Alan Turing nos anos 30, consiste em uma fita de comprimento ilimitado dividida em pequenos quadrados.
Cada quadrado pode comportar um valor (1 ou 0) ou ser deixado em branco. Um dispositivo de leitura e gravação lê esses valores e espaços em branco, o que fornece à máquina instruções para executar determinado programa. Soa familiar? Bem, a diferença na máquina de Turing quântica é que a fita existe em um estado quântico, assim como o cabeçote de leitura e gravação.
Isso significa que os valores na fita podem ser 0,1 ou uma sobreposição de 0 e 1. Enquanto que uma máquina de Turing normal pode realizar apenas um cálculo por vez, sua versão quântica pode realizar várias. Os computadores de hoje, como a máquina de Turing, funcionam pela manipulação de bits que existem em dois estados: 0 ou 1.
Os computadores quânticos não são limitados a dois estados - eles codificam as informações como bits quânticos, ou qubits, que pode existir em sobreposição. Qubits representam átomos, íons, fótons ou elétrons e seus respectivos dispositivos de controle trabalham juntos para agir como uma memória de computador e um processador.
Como um computador quântico pode conter esses estados múltiplos simultaneamente, tem potencial de ser milhões de vezes mais potente que os supercomputadores atuais. Essa sobreposição de qubits é o que dá aos computadores quânticos seu paralelismo inerte.
De acordo com o físico David Deutsch, esse paralelismo permite que um computador quântico realize 1 milhão de cálculos ao mesmo tempo, enquanto que o seu PC faz apenas um. Um computador quântico de 30 qubits deve igualar a potência de um computador convencional a 10 teraflops (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo).
Os computadores pessoais de hoje rodam a velocidades medidas em gigaflops (bilhões de operações de ponto flutuante por segundo). Os computadores quânticos também utilizam outro aspecto da mecânica quântica conhecido como entrelaçamento.
Um problema com a idéia de computadores quânticos é que se você tentar olhar as partículas subatômicas, pode danificá-las, alterando o seu valor. Se você observar um qubit e sobreposição para determinar seu valor, o qubit vai assumir o valor 0 ou 1, mas não ambos (efetivamente tornando seu computador quântico em um computador digital normal).
Para fazer um computador quântico, os cientistas devem determinar maneiras de medir, indiretamente, com o intuito de preservar a integridade do sistema. O entrelaçamento tem essa potencial resposta. Mas na física quântica, quando se aplica uma força externa a dois átomos, isso pode torná-los entrelaçados, fazendo com que o segundo átomo adote as propriedades do primeiro.
Assim, se um átomo for deixado inerte, vibrará em todas as direções, mas no momento em que houver interferência, ele vai escolher um giro (valor). Ao mesmo tempo, o segundo átomo entrelaçado irá escolher um giro (valor) contrário. Isso permite que cientistas saibam o valor dos qubits sem precisar olhá-los.
http://capitalismo-liberdade.blogspot.com/2007/10/como-funcionaro-os-computadores.html#links
Benioff idealizou a criação de uma máquina de Turing quântica. A maioria dos computadores digitais, como o que você está usando para ler este artigo, é baseada na Teoria de Turing. A máquina de Turing, desenvolvida por Alan Turing nos anos 30, consiste em uma fita de comprimento ilimitado dividida em pequenos quadrados.
Cada quadrado pode comportar um valor (1 ou 0) ou ser deixado em branco. Um dispositivo de leitura e gravação lê esses valores e espaços em branco, o que fornece à máquina instruções para executar determinado programa. Soa familiar? Bem, a diferença na máquina de Turing quântica é que a fita existe em um estado quântico, assim como o cabeçote de leitura e gravação.
Isso significa que os valores na fita podem ser 0,1 ou uma sobreposição de 0 e 1. Enquanto que uma máquina de Turing normal pode realizar apenas um cálculo por vez, sua versão quântica pode realizar várias. Os computadores de hoje, como a máquina de Turing, funcionam pela manipulação de bits que existem em dois estados: 0 ou 1.
Os computadores quânticos não são limitados a dois estados - eles codificam as informações como bits quânticos, ou qubits, que pode existir em sobreposição. Qubits representam átomos, íons, fótons ou elétrons e seus respectivos dispositivos de controle trabalham juntos para agir como uma memória de computador e um processador.
Como um computador quântico pode conter esses estados múltiplos simultaneamente, tem potencial de ser milhões de vezes mais potente que os supercomputadores atuais. Essa sobreposição de qubits é o que dá aos computadores quânticos seu paralelismo inerte.
De acordo com o físico David Deutsch, esse paralelismo permite que um computador quântico realize 1 milhão de cálculos ao mesmo tempo, enquanto que o seu PC faz apenas um. Um computador quântico de 30 qubits deve igualar a potência de um computador convencional a 10 teraflops (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo).
Os computadores pessoais de hoje rodam a velocidades medidas em gigaflops (bilhões de operações de ponto flutuante por segundo). Os computadores quânticos também utilizam outro aspecto da mecânica quântica conhecido como entrelaçamento.
Um problema com a idéia de computadores quânticos é que se você tentar olhar as partículas subatômicas, pode danificá-las, alterando o seu valor. Se você observar um qubit e sobreposição para determinar seu valor, o qubit vai assumir o valor 0 ou 1, mas não ambos (efetivamente tornando seu computador quântico em um computador digital normal).
Para fazer um computador quântico, os cientistas devem determinar maneiras de medir, indiretamente, com o intuito de preservar a integridade do sistema. O entrelaçamento tem essa potencial resposta. Mas na física quântica, quando se aplica uma força externa a dois átomos, isso pode torná-los entrelaçados, fazendo com que o segundo átomo adote as propriedades do primeiro.
Assim, se um átomo for deixado inerte, vibrará em todas as direções, mas no momento em que houver interferência, ele vai escolher um giro (valor). Ao mesmo tempo, o segundo átomo entrelaçado irá escolher um giro (valor) contrário. Isso permite que cientistas saibam o valor dos qubits sem precisar olhá-los.
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