2025 é o ano da computação quântica

E não somos nós que estamos dizendo isso! A Organização das Nações Unidas (ONU), em celebração aos 100 anos do desenvolvimento da mecânica quântica — uma das teorias mais fundamentais da física contemporânea — definiu que 2025 seria o "Ano Internacional da Ciência e Tecnologia Quânticas" (IYQ, na sigla em inglês).

Com essa decisão, a ONU busca incentivar instituições de pesquisa, ensino e até celebridades a se engajarem na divulgação de conceitos relacionados ao tema. O objetivo é não apenas informar, mas também instigar os jovens sobre as tecnologias e os avanços na área da física quântica.

É uma ciência que se baseia nas leis da física quântica, que estuda o comportamento de partículas muito pequenas, como elétrons e fótons.

Diferente da física clássica — aquela que a gente aprende na escola — que segue regras como a gravidade e a impenetrabilidade da matéria ("dois corpos não podem ocupar o mesmo lugar no espaço"), a física quântica possui conceitos que parecem abstratos, mas são essenciais para explicar fenômenos que não podemos observar a olho nu.

A computação quântica usa qubits, ou "bits quânticos", para fazer cálculos complexos de forma paralela e, por isso, é capaz de resolver problemas mais complexos e mais rapidamente do que os computadores tradicionais. Isso acontece porque esses qubits podem ser 0, 1 ou ambos ao mesmo tempo, ao contrário dos bits clássicos, que só podem ser 0 ou 1.

Para entender como isso é possível, é preciso se familiarizar com dois fenômenos:

1. Superposição quântica

É um conceito da física quântica que diz que uma partícula pode estar em vários estados ao mesmo tempo. Isso significa que, antes de você observar ou medir, a partícula não está em um único estado definido, mas sim em uma mistura de todos os possíveis. Quando alguém faz uma medição, a partícula "escolhe" um desses estados e se mostra apenas nele.

É como jogar uma moeda para o alto: enquanto ela está no ar, não sabemos se vai cair cara ou coroa. Só sabemos o resultado quando a moeda cai e olhamos para ela.

2. Entrelaçamento quântico

É um fenômeno que ocorre quando partículas quânticas ficam perfeitamente correlacionadas, independentemente da distância entre elas.

Quando essas partículas entrelaçadas são medidas ou observadas, elas afetam uma à outra de forma instantânea, mesmo que estejam separadas por uma grande distância.

Os computadores quânticos utilizam qubits que podem ser criados com diferentes tecnologias, como íons aprisionados, supercondutores ou partículas de luz. Para funcionar corretamente, os qubits precisam estar em ambientes extremamente frios (com a exceção da arquitetura de partículas de luz), próximos do zero absoluto, o que ajuda a manter sua estabilidade.

Os computadores quânticos usam algoritmos especiais, como o Algoritmo de Shor (para fatorar números primos) e o Algoritmo de Grover (para buscas rápidas). Esses algoritmos exploram as propriedades quânticas da superposição e do entrelaçamento.

Isso permite que eles resolvam problemas complexos muito mais rapidamente do que os computadores tradicionais. Enquanto um computador comum levaria milhares de anos, um computador quântico poderia resolver o mesmo problema em segundos!

No entanto, a tecnologia dos computadores quânticos ainda enfrenta desafios, como a dificuldade de manter os qubits estáveis por longos períodos. Isso porque eles são extremamente frágeis e perdem facilmente sua superposição ao interagir com o ambiente.

A computação quântica tem um grande potencial para revolucionar diversas áreas. Na ciência, ela pode acelerar a descoberta de novos medicamentos e materiais. Na logística, pode ajudar a otimizar rotas e reduzir custos. Além disso, a computação quântica pode aprimorar a inteligência artificial, tornando-a mais rápida e inteligente do que temos hoje.

Mas o que essa tecnologia tão inovadora vai mudar no seu dia a dia? Por enquanto, pouca coisa. As mudanças que estão ocorrendo agora provavelmente só vão te afetar diretamente daqui alguns anos. E o que vai te afetar são os resultados e aplicações práticas que iremos ver com o uso dessa tecnologia no futuro.

O mesmo aconteceu com o desenvolvimento da Inteligência Artificial. Ela começou a ser pesquisada lá na década de 80, mas só nos últimos anos é que vimos um impacto prático e significativo dessa tecnologia no nosso dia a dia.

A computação quântica pode trazer grandes avanços para o setor financeiro. Como, ajudar a otimizar carteiras de investimentos, prever tendências de mercado e gerenciar riscos com muito mais precisão.

Outra aplicação promissora é na inteligência artificial. A computação quântica pode reduzir o tempo de processamento e aprimorar a interpretação de dados, ajudando na criação de modelos de linguagem mais eficientes e mais personalizados.

Por outro lado, os computadores quânticos podem comprometer os sistemas de criptografia atuais, o que representa um risco para a segurança dos dados financeiros. E é exatamente por isso que instituições financeiras estão investindo em pesquisas para desenvolver algoritmos seguros e resistentes a ataques quânticos.

Para impulsionar a inovação por meio de projetos de Computação Quântica, o Inter e a UFMG anunciam uma parceria. A iniciativa faz parte da primeira etapa do Inter Scholars, que promove pesquisas e desenvolve novas tecnologias no mercado financeiro, proporcionando ganhos em eficiência e segurança.

A colaboração se dará por meio do financiamento de bolsas de estudo destinadas a alunos de graduação, mestrado e doutorado do Departamento de Ciência da Computação (DCC) da UFMG, que é considerado o melhor do Brasil e está classificado entre os 200 melhores do mundo, segundo o ranking 2024 da Research.com.

Com o suporte de especialistas do Inter e do DCC/UFMG, os alunos trabalharão no desenvolvimento de projetos que visam aprimorar modelos de análise de risco, detecção de fraudes, aprendizado de máquina quântico e simulações de cenários de mercado, entre outras frentes.