A ONU elegeu 2025 como o ano da Computação Quântica. O intuito é fomentar o conhecimento e o desenvolvimento, mas também uma homenagem aos 100 anos da Teoria Quântica.
Essa é uma das tecnologias com o potencial de dividir o mundo em antes e depois. Por isso, desde o ano passado, o Venturus já conta com projetos e parcerias nesse campo no nosso Centro de Excelência em Computação Quântica.
Para explorar esse potencial, faremos uma série de 4 artigos no blog do Venturus para trazer desde o início da teoria quântica até suas aplicações no mundo real. Acompanhe essa jornada!
Física Quântica: o início
A Física Quântica, surgida no início do século XX, revolucionou o entendimento científico ao revelar propriedades surpreendentes do mundo subatômico. De Max Planck com o conceito de Quanta, passando por Albert Einstein, Niels Bohr, Louis de Broglie, Werner Heinsenberg, Erwin Schrödinger, John Bell e Peter Shor, todos tiveram contribuições fundamentais para que chegássemos até aqui.
Diante de toda evolução histórica e experimentos da física quântica, as ideias de superposição e emaranhamento quântico surgiram naturalmente. A Superposição Quântica despontou especialmente a partir do trabalho de Erwin Schrödinger em 1926, que propôs a famosa equação de Schrödinger. Já o Emaranhamento Quântico apareceu no início dos anos 1930, descrito pela primeira vez por Schrödinger em 1935.
Aqui, vale um contexto maior: a ideia do Emaranhamento Quântico foi inspirada em uma discussão iniciada por Einstein, Boris Podolsky e Nathan Rosen, no famoso Paradoxo EPR. À época, eles argumentavam que, se duas partículas estão emaranhadas, suas propriedades ficam instantaneamente correlacionadas, independentemente da distância entre elas. Einstein considerava isso um problema, chamando-o de "ação fantasmagórica à distância" (spooky action at a distance), pois não se alinhava com a teoria da relatividade.
Schrödinger, no entanto, entendeu o emaranhamento como uma característica fundamental da mecânica quântica. Essas ideias foram desenvolvidas com base em experimentos e teorias da época, mas levaram décadas para serem testadas experimentalmente e amplamente aceitas.
O emaranhamento quântico, em particular, só começou a ser comprovado experimentalmente quase 40 anos depois, com testes de correlação de partículas realizados por John Bell.
Física Quântica: da teoria à prática
Todos esses cientistas abriram as portas para um novo mundo, fundamentado em fenômenos subatômicos que, até então, permaneciam desconhecidos.
Essa revolução não apenas expande os limites do conhecimento, mas também transforma em realidade os sonhos visionários de escritores como Júlio Verne, unindo ficção e ciência em um mesmo horizonte de possibilidades.
Portanto, a física quântica tem implicações profundas e revolucionárias na tecnologia moderna. Da computação quântica à nanotecnologia, seu impacto promete revolucionar as formas como processamos informações, codificamos dados e compreendemos o funcionamento do universo em níveis fundamentais.
Aplicações: Quantum 1.0
De forma bem prática, podemos dizer que a Física Quântica tem aplicações na construção de lasers, datação de carbono, dispositivos de armazenamento de dados de computadores e celulares e toda forma de dispositivo que envolve chips.
Ela está revolucionando a computação, sendo a base fundamental da computação quântica que tem ganhado notoriedade e cada vez mais espaço atualmente.
Com isso, uma primeira onda tecnológica, também conhecida como Quantum 1.0, surgiu: a aplicação dos fenômenos quânticos de forma indireta, utilizando a compreensão da Mecânica Quântica sem explorar diretamente fenômenos quânticos complexos como a superposição e o entrelaçamento.
É o caso, por exemplo, do:
- GPS
- Micro-ondas
- Transitores
Uma nova fase, Quantum 2.0
Agora estamos testemunhando uma nova situação, onde estamos interagindo com fenômenos quânticos e utilizando estes resultados para o desenvolvimento de dispositivos como Computadores e Sensores Quânticos.
Este novo momento é conhecido como Quantum 2.0, estágio que terá impactos em diversas áreas, como saúde, cibersegurança, meio ambiente, finanças e muitos outros.
Um dos exemplos mais famosos é o algoritmo proposto por Peter Shor em 1994 que demonstrou a possibilidade de se quebrar algoritmos criptográficos considerados seguros, como o RSA. Isso é bastante significativo em termos de segurança cibernética para países em geral, por exemplo.
Exploramos um pouco mais profundamente sobre esse momento da Computação Quântica no podcast Futurus. Confira abaixo!
Saúde e Meio Ambiente
As Tecnologias Quânticas também estão influenciando áreas da Saúde e do Meio Ambiente, com a possibilidade de simulações moleculares complexas e diagnósticos médicos mais precisos. Nessa categoria, as Ciências da Vida e Aplicações Humanas se beneficiam com inovações que podem revolucionar a descoberta de medicamentos e o monitoramento ambiental.
Por exemplo, simulações químicas realizadas em computadores quânticos podem prever interações moleculares de maneira muito mais precisa e eficaz auxiliando no design de medicamentos personalizados ou então na simulação e previsão de eventos climáticos colaborando no combate a problemas ambientais com mais assertividade.
Economia e Gestão
No mundo da Economia, Gestão e Segurança, algoritmos de otimização quântica podem alcançar níveis inéditos de eficiência, ajudando empresas e governos a tomar decisões com base em simulações que podem alcançar outros níveis de escala.
Ainda há muito para explorar na área quântica
Nas próximas publicações, vamos aprofundar esses setores que devem ser transformadas graças à revolução quântica. Cada artigo abordará os avanços e os desafios de cada área.
Será uma oportunidade de compreender como o mundo tecnológico está evoluindo com os novos paradigmas proporcionados pela quântica.
Acompanhe esta jornada para descobrir como a revolução quântica impacta diferentes esferas e se prepare para um futuro moldado por tecnologias inovadoras.
