A computação quântica é melhor do que os supercomputadores, pois é mais rápida, mais poderosa e eficiente em termos de energia.
Pesquisadores nos EUA desenvolveram um novo benchmark baseado em energia para vantagem quântica e o usaram para demonstrar computadores quânticos de escala intermediária (NISQ) ruidosos que usam várias ordens de magnitude menos energia do que o supercomputador mais poderoso do mundo. A computação quântica é um ramo da ciência da computação que se concentra no desenvolvimento de tecnologias baseadas nos princípios da teoria quântica.
A computação quântica resolve problemas que são muito complexos para a computação clássica, utilizando as propriedades únicas da física quântica. A questão de saber se um computador quântico pode realizar cálculos além do alcance até mesmo do supercomputador convencional mais poderoso está se tornando cada vez mais relevante à medida que os computadores quânticos se tornam maiores e mais confiáveis. Essa capacidade, apelidada de “supremacia quântica”, marca a transição dos computadores quânticos da curiosidade científica para dispositivos úteis. Os cientistas preveem que a computação quântica é melhor do que os supercomputadores, pois executa tarefas um milhão de vezes mais rápido. Os computadores quânticos podem lidar facilmente com cálculos complexos porque são construídos com base em princípios quânticos que vão além da física clássica.
Computadores quânticos e supercomputadores são máquinas extremamente poderosas usadas para cálculos complexos, solução de problemas e análise de dados. Embora ambos tenham o potencial de revolucionar a tecnologia de computação, eles têm diferenças significativas de velocidade e capacidade. Em 2019, o computador quântico do Google realizou um cálculo que levaria 10.000 anos para ser concluído pelo computador mais poderoso do mundo. É a semente do primeiro computador quântico totalmente funcional do mundo, que será capaz de produzir remédios melhores, desenvolver inteligência artificial mais inteligente e resolver mistérios cósmicos. O físico teórico John Preskill propôs uma formulação da supremacia quântica, ou a superioridade dos computadores quânticos, em 2012. Ele o apelidou de o momento em que os computadores quânticos podem realizar tarefas que os computadores comuns não podem. Para processar rapidamente grandes quantidades de dados e obter um único resultado, os supercomputadores empregam uma abordagem de computação tradicional com vários processadores. Esses computadores têm o maior poder de computação bruta, mas só podem lidar com uma tarefa por vez, e suas capacidades de processamento são limitadas pela Lei de Moore, o princípio de que a velocidade do processador do computador dobra a cada dois anos. Os computadores quânticos, por outro lado, usam os princípios da mecânica quântica para processar dados de maneiras que os computadores tradicionais não podem, resultando em velocidades de processamento significativamente mais rápidas. As leis normais da física se aplicam aos supercomputadores. Quanto maior o número de processadores, mais rápido o sistema. Os computadores quânticos superam os supercomputadores em termos de eficiência porque usam o poder da mecânica quântica para realizar cálculos. A China afirmou em 2020 ter desenvolvido um computador quântico capaz de realizar cálculos 100 trilhões de vezes mais rápido do que qualquer supercomputador. Eles podem lidar com várias tarefas ao mesmo tempo e resolver rapidamente problemas complexos que levariam meses para serem resolvidos por um supercomputador. No entanto, como os computadores quânticos são extremamente sensíveis a mudanças de temperatura e devem ser isolados de influências externas, eles exigem mais manutenção do que os computadores tradicionais. Apesar do fato de que na escala intermediária ruidosa, ou NISQ, a era das máquinas, os computadores quânticos e os algoritmos de inspiração quântica podem ser úteis para desafios combinatórios, como previsão de padrões de tráfego, bem como questões de segurança cibernética e criptografia. No entanto, para que os computadores quânticos realmente se afastem da era NISQ e se aproximem da “vantagem quântica”, onde são previstos melhores resultados em verticais como design de medicamentos, química computacional, modelagem financeira e previsão do tempo, vários fatores precisarão mudar com o tecnologia, incluindo, mas não limitado a, o número de qubits lógicos dentro do sistema, reduzindo drasticamente os tempos de decoerência e melhorando a correção de erros. Enquanto os computadores tradicionais lidam com dados em 1s e 0s binários e só podem alternar entre as duas variáveis, a computação quântica gera espaços multidimensionais que podem nos ajudar a visualizar como os padrões que conectam pontos de dados individuais se formam. Então, em vez de lidar apenas com 1 ou 0, você está resolvendo problemas usando um algoritmo quântico, que pode ajudar a encontrar padrões e soluções de maneiras antes inimagináveis. Enquanto os computadores tradicionais usam bits para resolver problemas, os computadores quânticos usam qubits para executar algoritmos quânticos multidimensionais. Os computadores quânticos superam os supercomputadores em termos de velocidade e potência. Eles podem realizar vários cálculos ao mesmo tempo, tornando-os ideais para lidar com problemas complexos que exigem grandes quantidades de dados para serem processados rapidamente. Os supercomputadores só podem trabalhar em uma tarefa por vez, mas podem lidar com uma gama maior de tarefas. Quando os comparamos diretamente, no entanto, torna-se um ponto semântico que os computadores quânticos podem ser descritos como um subconjunto de supercomputadores. Espera-se que os computadores quânticos, como os supercomputadores, se destaquem em uma tarefa específica, em vez de substituir nossos computadores de mesa e laptops. Na verdade, eles podem exigir manutenção significativa e centros de dados cuidadosamente gerenciados para funcionar.
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