Ciência propõe o uso de Mecânica Quântica para realizar processamento computacional, com aplicações em segurança, big data, inteligência artifical e analytics.

Segundo o jornal Washington Post, a Agência Nacional de Segurança americana (NSA) está gastando cerca de US$ 80 milhões em pesquisas básicas sobre computação quântica (quantum computing) com a finalidade de construir um computador capaz de quebrar senhas e criptografia.
Mas o dinheiro de pesquisa da NSA poderá, em último caso, ajudar a viabilizar comercialmente a tecnologia e, quem sabe, torná-la acessível em ambiente de cloud computing.
A informação sobre a pesquisa foi publicada pelo jornal depois de ter sido vazada por Edward Snowden. Embora possa criar outra situação desconfortável no estilo Big Brother para a NSA, a questão mais importante é se o governo americano, como um todo, está gastando o suficiente para pesquisar sobre computação quântica.
Os Estados Unidos não estão sozinhos nessa área. O governo do Reino Unido recentemente anunciou planos de investir US$ 444 milhões para criar cinco centros de computação quântica. O Canada Institute for Quantum Computing tem mais de dez anos de idade. China, Rússia e vários países da Europa estão todos investindo em pesquisas quânticas.
"É a corrida acadêmica do momento", diz Earl Joseph, um analista da IDC, que lembra que as agências de defesa tem financiado esforços em torno da computação quântica por pelo menos uma década. "O objetivo é financiar pesquisa básica e fazer novas descobertas que podem ser úteis para a defesa e a segurança nacional", diz Joseph.
Christopher Willard, chefe de pesquisa do Intersect360 Research, vê os investimentos da NSA como um reconhecimento parcial de que a Lei de Moore está realmente no fim e que não mais está entregando melhorias regulares no ciclo de vida dos processadores.
Se a capacidade de montar sistemas de alto desempenho com tecnologias comerciais atuais está diminuindo,"o mercado deveria, então entrar numa nova fase de experimentação e inovação em arquitetura de computadores", diz Willard. A computação quântica seria apenas um exemplo dessa mudança.
O que é computação quântica
Ainda considerada uma ciência experimental, a Computação Quântica estuda o uso da Mecânica Quântica para realização de processamento computacional. Um computador normal usa linguagem binária na qual os bits são descritos como sendo 0 ou 1. Um computador quântico usa partículas subatômicas (qubits) que podem representar os estados 0 ou 1 ou ambos os estados simultaneamente.
Isso quer dizer que, ao invés de fazer um cálculo depois do outro, o processamento pode aumentar exponencialmente. Dois qubits podem manter quatro estados distintos e 10 qubits podem manter 1.024 estados.
Há diferentes modelos para construir computadores quânticos, mas ninguém ainda concordou com um método único. É preciso um bocado de pesquisa para desenvolver um sistema que possa utilizar, por exemplo, o algoritmo de Shor (nome vem do pesquisador do MIT Peter Shor) que ajudaria a quebrar códigos de criptografia.
É difícil estimar quanto os Estados Unidos gastaram até agora com pesquisas ligadas à tecnologia quântica porque o dinheiro para os investimentos vem de múltiplas agências e sua origem é censurada. Mas em maio de 2013, a Google, NASA e a associação Universities Space Research Association começaram uma pesquisa colaborativa e estão usando computadores quânticos desenvolvidos pela D-Wave Systems, a única fabricante mundial de tais computadores até agora.

Nuvens quânticas
O tipo de sistema que a D-Wave desenvolveu tem larga aplicação em problemas de big data e analytics e em áreas como aprendizado de máquina, diz Vern Brownell, CEO da D-Wave. Por exemplo, a Google estaria interessada em usar técnicas de inteligência artificial para desenvolver algoritmos melhores para busca de imagem. Isso também pode ser usado para modelagem de dados financeiros, pesquisa sobre câncer e solução de problemas lógicos difíceis, diz ele.
Segundo Brownell, a computação quântica deveria funcionar, em última instância, como um tipo de coprocessador e não como um substituto direto dos sistemas clássicos de computação. Na nossa "visão de futuro", diz Brownell, "haverá recursos de computação quântica disponíveis na nuvem". Será um tipo de campo de provas, disponível para qualquer tipo de desenvolvedor que queira resolver um problema particularmente difícil, como por exemplo aprendizado de máquinas.
Joseph, da IDC, também vê operações de computação quântica funcionando em conjunto com computadores convencionais - com potencial para ser um recurso poderoso de cloud computing. A computação quântica pode rapidamente prover espectros e probabilidades, mas para reduzir esses dados a uma resposta final é preciso usar também um sistema clássico de computação.
A computação quântica não é um substituto para computação de alta performance ou exascale, apesar de sua velocidade potencial, diz Steve Conway, analista da IDC. Ele acredita que o maior uso industrial da computação quântica será melhorar a segurança dos computadores. "Você não vai ver no futuro um computador quântico processando textos", diz Conway.