Tecnologia Quântica: Fãs e detratores, o caminho faz-se caminhando

As tecnologias quânticas estão numa fase muito inicial. Ultimamente tem havido muita controvérsia a esse respeito. Muitos estão convencidos de que estas tecnologias trarão uma grande revolução. Outros são bastante céticos e acreditam que as expetativas atuais são muito exageradas relativamente ao seu verdadeiro potencial.

Num mundo tão mutável e de custos limitados como o das tecnologias da informação e da comunicação, existem muitos primeiros utilizadores que abraçaram uma tecnologia tão única e promissora como a tecnologia quântica. Neste momento, está a ser realizado um investimento importante e espera-se que o retorno seja muito grande, mas a muito longo prazo.

10 anos: começa a contagem decrescente

Os prazos que temos em cima da mesa para poder dispor de um computador quântico com capacidade suficiente para resolver problemas reais e ser uma ameaça real à nossa segurança atual são de pelo menos 10 anos, mas poderiam ser muitos mais! É possível que estejamos perante uma promessa eterna, perseguindo um futuro que nunca surgirá? Mais de 10 anos é muito tempo! Alguns até já se terão reformado. Perseguir uma eterna promessa é muito cansativo, queima e não ver frutos desgasta qualquer um. Precisamos de resultados a um prazo mais curto, caso contrário, muitos dos que hoje arrancam com muito entusiasmo, encantados pela promessa de um computador quântico, vão cansar-se um dia e ficarão pelo caminho.

Pensar diferente faz a diferença

Há quem se queixe de não surgirem mais algoritmos quânticos inovadores. Temos os algoritmos de Shor e de Grover e muitas variantes. E sim, estes algoritmos quânticos parecem ser muito potentes, mas já têm uns anos! Precisamos de novos algoritmos quânticos revolucionários. A verdade é que a forma de conceber algoritmos quânticos e algoritmos tradicionais é bastante diferente. Aproveitar a computação quântica requer pensar de forma diferente e ainda há muito para aprender.

A programação quântica requer conhecimentos que diferem muito dos aplicados na programação clássica. É uma formulação diferente, a que ainda não estamos habituados. Esta programação é, neste momento, de muito baixo nível. Para usar uma analogia, é como se estivéssemos a programar em linguagem de máquina. Há muito por fazer, mas é possível que no futuro existam linguagens de alto nível, High Order programming para computadores quânticos, assim como bibliotecas para diferentes usos específicos. Faz sentido aprender a programar os computadores quânticos atuais, ou é melhor esperar? Aprender computação quântica não é aprender mais uma linguagem de programação, é aprender a pensar de forma diferente. Isto é sempre muito importante e enriquecedor, com e sem computadores quânticos!

Às vezes nós, os humanos temos tendência a ser tribais e, por isso, triviais. Adoramos as guerras de facões: o meu país é melhor que o teu, a minha equipa de futebol é a melhor, a minha carreira é a estudada pelos inteligentes, a linguagem de programação que eu domino é sem dúvida a melhor, etc. Neste contexto, e também por medo da mudança, não é de estranhar que haja quem esteja muito apegado às tecnologias da informação e da comunicação tradicionais e que receiem a tecnologia quântica.

E neste contexto, que futuro nos espera?

Pessoalmente, penso que o caminho se faz caminhando.

Os mais entusiastas pensam que as tecnologias quânticas serão um grande êxito. Alguns chegam mesmo a pensar que a computação quântica ultrapassará de longe a computação tradicional, deixando-a obsoleta. Isto é muito pouco provável. A computação quântica não resolve bem muitos dos problemas triviais para um computador clássico. O cenário mais provável é o de coexistência de ambos os mundos.

Temos algoritmos clássicos que resolvem muito bem muitos dos problemas tradicionais. E para quê substituí-los? Se funciona, não se mexe. Por um lado é muito improvável que toda a computação tradicional sucumba perante o poder da computação quântica. Por outro, em algumas áreas concretas, a computação quântica é muito promissora. Com tudo isso, alguns pensam que o que teremos no futuro será um coprocessador quântico nos nossos computadores tradicionais. Estes coprocessadores quânticos, se chegarem, prometem ser toda uma revolução.

Em algumas áreas já estamos a ver resultados muito favoráveis. Os sensores quânticos produzem resultados muito significativos; por exemplo, os sensores inerciais para submarinos permitem calcular a sua posição após uma longa travessia debaixo de água com uma precisão incomparável. A quântica aplicada à ótica também promete resultados surpreendentes, com um grau de detalhe impensável até à data. Parece bastante claro que aqui não estamos perante especulações do futuro, já que estes sensores já são uma realidade muito próxima.

A criptografia pós-quântica, baseada em computação tradicional, já está em marcha e estão a ser procurados a nível internacional novos padrões capazes de suportar os desafios tanto dos computadores quânticos como até, talvez, dos computadores clássicos cada vez mais potentes. A criptografia pós-quântica praticamente já existe, muito antes de termos computadores quânticos suficientemente potentes.

O que é muito claro é que já existem muitas empresas a investir muito em tecnologias quânticas, tal como mostra a Gartner, ao incluí-las no seu Hype Cycle em 2018 e nos anos posteriores. Este gráfico põe as coisas em perspetiva: ainda que possivelmente estejamos num ciclo de sobre-expectativa, não acabará num tudo ou nada, mas chegaremos a um patamar de produtividade em que veremos claramente as aplicações onde a quântica terá um claro impacto.

“Hype Cycles”, ou Ciclos de sobre-expectativa da Gartner, nas áreas de tecnologias emergentes (2018, esquerda) e inteligência artificial (2019, direita), com a computação quântica destacada a cor.

Ao longo da minha vida profissional, vi como surgiam múltiplas novas propostas e tecnologias, e muitas foram recebidas com ceticismo, incredulidade e até troça pela parte de algumas pessoas. Na altura, alguns até se riam da proposta de criar computadores de uso pessoal. Apesar de também ter visto exemplos de fracassos e eternas promessas, muitas das propostas de novas tecnologias não só seguiram em frente, como chegaram a revolucionar o nosso setor tal como o conhecemos.

Fica claro que quem não arrisca, não conquista. As tecnologias quânticas têm uma longa lista de possíveis áreas de aplicação: banca, farmacêutica, medicina, logística, telecomunicações, defesa, cibersegurança, indústria química, deteção de fraude, Machine Learning, marketing, geração de números aleatórios... Nestas áreas, as tecnologias quânticas podem supor uma mudança revolucionária, que faça com que as companhias que não tenham entrado da computação quântica não sobrevivam e que deem uma vantagem muito significativa às empresas que tenham apostado nesta nova tecnologia.

Devemos investir em computação quântica?

Se espera retorno a curto prazo, a resposta provavelmente é não; mas se o que procura é não só sobreviver, mas triunfar a longo prazo, talvez só haja uma resposta possível: definitivamente, sim. O caminho faz-se caminhando, este caminho já começou e quanto mais tarde entrar, mais para trás começará.

Autor: Pedro López Peña