IBM Q System One: o primeiro computador quântico totalmente integrado do mundo

Computadores, por mais simples que pareçam, sua capacidade e velocidade para calibrar problemas e equações é algo impossível de ser alcançado pelo cérebro humano. Um computador, como se pode pensar, não é apenas um meio que oferece uma gama de aplicações, mas é, simplesmente, uma calculadora. Você dá o comando ao computador, ele alimenta esse comando na unidade de processamento. Que é então carregado, processado e calibrado antes de fornecer o resultado desejado. Embora o computador definitivamente execute comandos humanos, sua capacidade de processar um comando e calibrá-lo sem a chance de erro manual é o que torna uma máquina mais eficiente do que nós. Embora os computadores clássicos continuem a nos ajudar nos cálculos da vida real por muito tempo, a necessidade de avanços tecnológicos e a construção de uma sociedade mundial baseada na tecnologia, levantou requisitos para soluções mais avançadas para nossos problemas computacionais em diferentes áreas de especialização. E como esses problemas são difíceis demais para serem calibrados por um computador clássico, os pesquisadores se voltaram para a computação quântica.

A IBM, fabricante americana de sistemas de computador, revelou recentemente o que afirma ser a “primeira máquina de computação quântica integrada do mundo”, chamada IBM Q System One. O que é Q System One? O que a IBM tem em jogo com isso? O que isso pode significar para o futuro dos sistemas de computação? Vamos pegar, “pouco a pouco”.

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Computação quântica em poucas palavras

Imagem: hackeada

Então, todos vocês aprenderam números binários na escola, certo? A linguagem que os computadores entendem? Tocando algum sino? Um computador clássico não aceita ou entende um comando escrito por palavras. Tudo o que você faz em um computador é armazenado em sua memória como um pedaço de informação na forma de unidades binárias, compostas de apenas 0s e 1s. Portanto, um computador clássico executa todos os cálculos em binário. Como uma unidade binária pode ser 0 ou 1, o alcance da complexidade computacional que um computador pode manipular ou aceitar também é limitado. Sempre há benchmarks que um computador não pode alcançar devido às limitações de seus algoritmos para processar e armazenar informações acima de um limite e complexidade específicos.

Imagem: Forbes

É aí que entra a computação quântica. A computação quântica trabalha com as leis da mecânica quântica, onde a ciência é estudada para partículas muito menores em tamanho e escala, na verdade, menores que um átomo. Essas partículas são chamadas de partículas subatômicas ou partículas quânticas. Agora, vamos considerar que essas partículas subatômicas são bits de computador. Na computação quântica, as informações recebidas pelo computador podem ser manipuladas ainda mais em bits mais complexos e menores.

Isso pode ser feito por um fenômeno denominado emaranhamento quântico; a sobreposição de bits binários uns sobre os outros para formar bits de informação conectados, emparelhados ou agrupados. Os bits emparelhados tendem a processar informações mais complexas e intrincadas para calibração, uma vez que podem existir em mais de um único estado, ao contrário das formas binárias. Esses bits, emaranhados, dependentes das propriedades uns dos outros são chamados de qubits.

A computação quântica basicamente leva o estudo dos computadores a uma escala menor. Um par de bits binários 0 e 1 no estado quântico pode formar quatro estados incorporados se sobrepostos. Da mesma forma, três qubits de 0 e 1 podem ser emparelhados em oito estados diferentes. Agora imagine centenas deles; daria a você pares de estados que excederiam o número de partículas no universo. Essa é a extensão da computação quântica.

O que a computação quântica pode nos oferecer?

Imagem: TechFunnel

Sempre ouvimos uma série de projeções com relação ao mercado de participação, esportes, economia mundial ou nacional, pesquisa médica e clima. Essas projeções direcionam nossas decisões de vida diária e moldam uma grande parte de nosso futuro. Mas, de onde tiramos essas projeções? Computação. Software e máquinas de computador que executam dados e informações de entrada em algoritmos matemáticos para determinar ou estimar como será o futuro desse campo específico.

Os dados das correntes oceânicas determinam o tempo que podemos esperar amanhã. As ressonâncias magnéticas em hospitais permitem que os médicos encontrem o melhor tratamento para o paciente. As decisões atuais dos conglomerados empresariais permitem que os analistas financeiros manipulem os gráficos de ações e mudem a forma da economia de amanhã. No entanto, ainda assim, há uma série de problemas computacionais complexos que estão muito além da compreensão de qualquer computador clássico ou poder do cérebro na Terra. A computação quântica pode ser uma atualização de ponta para o que sabemos sobre análise computacional. O clima e a situação financeira estariam disponíveis mais cedo do que nunca para enfrentar suas consequências.

Médicos e cirurgiões seriam capazes de fazer novas descobertas e mudar a administração de medicamentos para sempre. Seríamos capazes de otimizar todos os recursos e remover o desperdício completamente; erros manuais em cálculos e algoritmos deixariam de existir; e, além disso, poderíamos ser capazes de decodificar a ocorrência da natureza e seu fenômeno, uma vez que a própria natureza funciona nas propriedades de partículas subatômicas.

Por que os fabricantes de computadores se aventuraram na computação quântica?

Imagem: Revisão de Tecnologia

Bem, uma das razões pode ser a corrida para estabelecer o monopólio e dominar a tecnologia do mundo. Na sociedade dependente de tecnologia em que vivemos, já fornecemos muitas informações pessoais sobre nós mesmos para as corporações tecnológicas de primeira linha e projetos de tecnologia financiados pelo estado. Aquele que opera tal tecnologia praticamente domina o mundo. A computação quântica é a próxima grande novidade entre as tecnologias do futuro, após a Inteligência Artificial. A empresa que oferecesse a melhor análise quântica e computação teria acesso a todos os tipos de dados corporativos, governamentais e pessoais em vários campos de trabalho. Qualquer pessoa que possua essas informações teria o poder de tomar as melhores decisões por si mesma e sempre permaneceria no topo, não importa o quê.

Imagem: BlueWire

Outra pode ser ganhar dinheiro. Nem todas as corporações oferecem serviços de computação quântica para uso comercial e empresarial, e menos de um punhado delas atingiu um estágio em que podem realmente executar computação quântica experimental. Portanto, se alguém puder desenvolver tal projeto, é certo que receberá investidores e outras pessoas com dinheiro. Outra razão pode ser a pesquisa sobre paralelismo e violação dos limites do espaço sideral. Parece a visão de algum cientista maluco mas se qubits e teorias da mecânica quântica, em teoria, podem ter a possibilidade de aprender e resolver os conceitos de espaço sideral ainda desconhecidos dos pesquisadores espaciais e do resto do mundo.

Os motivos podem ser infinitos, mas a vitória nesse sentido não é um jogo e cada jogador que tenta resolver a computação quântica precisa ser muito específico sobre o que deseja dessa pesquisa e realização tecnológica.

IBM e sua pesquisa em computação quântica

Imagem: IBM

O primeiro empreendimento da IBM em computação quântica foi em 2016, quando lançou a IBM Initiative Q, uma iniciativa de nível de mercado que visa melhorar os recursos de análise computacional de diferentes corporações no campo de negócios e ciência. O IBM Q foi iniciado com o objetivo de alcançar a otimização de recursos por meio de análises e diagnósticos livres de erros e definir novos benchmarks para aprendizado de máquina. A iniciativa se concentrou em melhorar as decisões financeiras e atualizar as técnicas de gestão de risco em níveis corporativos. Ele logo se transformou em um ramo ativo do provedor de serviços de computação quântica da IBM, permitindo o acesso de sua rede a empresas através da nuvem. Orientado para mudar a forma como os negócios acontecem hoje,

IBM Q System One: a entrada poderosa da IBM nos negócios de computação quântica

Imagem: Network Middle East

Em janeiro de 2019, a IBM anunciou que seu novo IBM Q System One logo estaria disponível para uso computacional para empresas e foi finalmente revelado neste mês, atraindo vários pesquisadores de tecnologia e especialistas em mecânica quântica. O System One é uma atualização massiva do Q original, que oferecia serviços de análise de até 5 qubits de informação. O novo System One seria capaz de oferecer serviços de análise de até 20 qubits. Em matemática simples, ele seria capaz de computar problemas cinco vezes mais complexos do que seus predecessores. O mais recente player em computação quântica já tem corporações como CERN e Fermilab como clientes potenciais que se inscreveram para usar seus serviços na nuvem. O sistema recém-projetado é capaz de redefinir em uma taxa mais rápida do que seu antecessor e se seu criostato for mantido de maneira adequada,

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O IBM Q System One é um salto gigante na computação quântica?

Imagem: a próxima plataforma

Ao lançá-lo, a IBM afirmou que o System One era o primeiro computador quântico “totalmente integrado do mundo”, que pode mudar o curso da economia financeira e da análise científica em um futuro próximo. A IBM afirma que o System One pode abrir portas de pesquisa que levariam a todos os tipos de descobertas científicas e atingiriam altas metas de otimização de recursos e planejamento empresarial. No entanto, essa declaração exigiria muitas discussões antes que pudéssemos chegar a um julgamento final sobre os recursos da última invenção da IBM. A computação quântica depende das leis da mecânica quântica e do emaranhamento quântico. Essas leis nunca foram realmente provadas em experimentos, mesmo após extensa pesquisa de homens da ciência como Einstein e Schrõdinger. Várias teorias ainda desconsideram muitos conceitos da mecânica quântica e, portanto, A IBM não poderia resolver tudo isso com o System One. Em segundo lugar, embora a IBM afirme que mudaria o curso da análise computacional comercial com este, é simplesmente muito complexo para conseguir isso. Os computadores quânticos produziram apenas resultados experimentais até o momento, e o Sistema Um estaria fazendo o mesmo. Se sua implementação em situações industriais da vida real é realmente viável ou não, é uma questão de longa análise e teorização.

Imagem: ExtremeTech

O que podemos dizer sobre o Sistema Um é que certamente seria uma referência no campo da pesquisa para a computação quântica, e seus resultados experimentais abririam novas ideias para a descoberta de novos recursos da própria computação quântica. Em vez de ser um solucionador de problemas, o System One provavelmente atuará como um pesquisador, o que nos ajudaria a desenvolver ferramentas e técnicas de análise quântica e avançar para alcançar a otimização de recursos, análise de risco e diagnóstico de doenças por meio da computação quântica.

Por que o IBM Q System One pode não ser a máquina definitiva?

Imagem: The Economist

Porque manter uma máquina assim com a tecnologia que preservamos hoje é uma questão de extrema delicadeza, cuidado e monitoramento ativo. Um computador quântico deve ser mantido em temperaturas de congelamento bem abaixo de -100 graus Celsius. Porque? Porque as partículas quânticas são distorcidas até mesmo pelas menores flutuações e precisam ser analisadas quase em um estado estacionário. Como o System One acabou de ser lançado para uso comercial, não sabemos o quão capaz ele é de se sustentar com tais distorções. Além disso, é menos provável que a IBM invista tudo em uma máquina quântica experimental, ou seja, definitivamente tem outros planos com ela. Então, a próxima grande questão é a confiabilidade. Sem o teste adequado, nem mesmo a IBM pode afirmar que é cem por cento confiável para uso comercial.

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A Quantum Computing está sendo um bom passo para o futuro financeiro da IBM?

Imagem: Washington Post

Em uma opinião honesta, para uma empresa com mais de 100 anos, o futuro financeiro não seria a principal preocupação antes de se aventurar em algo. A IBM desenvolveu o IBM Q System One não sozinha, mas com a ajuda de pesquisadores, especialistas em arquitetura e designers de todos os tipos de organizações internacionais. Se fez isso, certamente está ciente do que está fazendo e do que precisa fazer com o futuro potencial do IBM Q System One. A IBM sabe o que a computação quântica e a comercialização de tais serviços podem trazer no futuro. A empresa recentemente não conseguiu atrair vendas por meio de seus produtos e serviços tecnológicos de tendência, como tecnologia móvel e serviços da web. Em meio a tudo isso, investir em pesquisa, conhecimento, fundos e participações futuras em uma tecnologia experimental não pode ser uma tentativa e erro para a IBM.

Existe algum risco associado?

Imagem: Silicon UK

Quando alguém enfrenta essa tecnologia potente, há consequências que devem ser consideradas. Como já discutido, uma transição bem-sucedida da computação quântica experimental para a implementável daria um monopólio à IBM sobre outras corporações e a colocaria no círculo interno de grandes empresas e talvez em nossas vidas pessoais. Além disso, no caso de integração com IA, submeter tais grandes quantidades de dados a uma máquina de autoaprendizagem e autoanálise não é apenas um risco, mas uma questão de perigo provável. Além disso, a computação quântica pode ser capaz de violar técnicas de criptografia, que podem ser usadas para interromper ataques cibernéticos e fornecer comunicações seguras. Mas, se usado ao contrário, pode ser usado para violar arquivos criptografados de órgãos governamentais e pesquisas corporativas. Então, se a IBM tiver sucesso,

 É muito cedo para dizer o que a IBM pode fazer com o Q System One, mas é preciso ter em mente as consequências que esse poder tecnológico pode trazer com sucesso e avanços. Além disso, levaria mais algum tempo para abandonar completamente o uso de computadores clássicos para análise computacional, já que nem toda empresa pode optar por serviços de computação quântica. Por enquanto, a IBM pode se tornar a primeira corporação a sustentar um lucrativo negócio de computação quântica. Os experimentos do Q System One abrirão novas portas de produtividade ou trarão riscos de explosão definitiva da inteligência e tecnologia da máquina?