Computação Quantica

1. INTRODUÇÃO

Desde a criação dos primeiros computadores percebe-se uma evolução instantânea na tecnologia da informação. Ao longo do tempo, surgiu diversos tipos de hardware e softwares com o intuito de melhorar a eficiência do computador, e essa procura poderá atingir um ponto onde não será possível aumentar essa velocidade de informação.

Neste exato momento entra os estudos da computação quântica que é a continuidade natural da evolução dos computadores clássicos no qual possibilitará novas descobertas para o desenvolvimento de uma máquina maior e eficiente, os computadores quânticos, que são limitados por duas barreiras intangíveis: a velocidade da luz no processo da informação e a dimensão da ordem de grandeza atômica.

2. COMPUTAÇÃO QUANTICA

2.1 Evolução e Definição de Computação Quântica

Os estudos sobre os computadores quânticos surgiram por volta da década de 50 quando pensaram em aplicar as leis da física e da mecânica quântica nos computadores. O físico Feynman, em 1981, apresentou uma proposta para utilização de sistemas quânticos em computadores, ressaltando que tais teriam um processamento maior que os computadores. Deutsch em 1985 descreveu e simulou o primeiro computador quântico.

E na década de 90, Pete Shor desenvolveu o algoritmo SHOR capaz de fatorar grande números numa velocidade superior aos computadores comuns. Ainda na mesma década, Grover desenvolveu o primeiro algoritmo para pesquisa de dados quânticos, conhecido como Spee dup. Em 1996, foi proposto um modelo de correção do erro quântico.

Aproximando-se do século XXI construiu-se o primeiro protótipos de computadores quânticos. Em 2007, surge o ORION um processador quântico que realiza tarefas praticas. Em 2011, a D-Wave lança o primeiro computador quântico para comercialização, porém ainda faz-se necessário a utilização de computadores convencionais para funcionamento.

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Define-se computação quântica a ciência que estuda as teorias e propriedades da mecânica quântica na ciência da computação.

3. LEI DE MOORE

É uma das cracetrística mais usada na informática, no qual afirma que a velocidade do computador é dobrada a cada 18 meses, isso significa um crescimento constante na velocidade de processamentos dos computadores. Essa lei é mantida desde 1981, a partir do surgumento do primeiro PC.

Neste processo, haverá um ponto que eventualmente chegar-se-á ao limite atômico, ou seja, não poderá fabricar fisicamente nada menor. Ressalta-se que nos ultimos 50 anos houve uma real significado na evolução da tecnologia, evoluindo das válvulas, para os tansitores, e para os microchips.

Portanto, estudos em Computação quântica se tornaram importante a cada dia em virtude da necessidade do desenvolvimento de um máquina extremamente mais eficiente.

4. COMPUTADOR QUÂNTICO

Um computador clássico é suficiente para resolver problemas definidos NP-completos, em tempo polinomial, baseando por esta ideia Deustch procurou definir um sistema com base para construção de uma máquina probabilística, ditados pela mecânica quântica, surgindo assim a ideia de computadores quânticos (ALEGRETTI, 2004).

A arquitetura dos computadores quânticos, são os mesmos dos convencionais, diferenciando apenas que seus circuitos são quânticos:

 Entrada: considera-se conjuntamente os qubits de entrada, matematicamente o que é chamado de seu produto tensorial;  Linhas horizontais: as linhas que aparecem não são necessariamente fios. Elas representam a evolução de um qubit, podendo ser apenas a passagem do tempo ou, por exemplo, o deslocamento de um fóton;

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 Sentido: o circuito descreve a evolução do sistema quântico no tempo, da esquerda para a direita;  Linhas verticais: o segmento vertical informa que o circuito atua simultaneamente nos dois qubits. A linha vertical representa o sincronismo, e não o envio de informação;  Controle: indica que o qubit representado nessa linha é um qubit de controle, ou seja, caso esteja no estado

a bporta realiza a operação; caso esteja no estado

a porta não realiza operação alguma. Caso o qubit de controle seja um estado superposto ou os 2 qubits estejam emaranhados, não é possível compreender o comportamento individual do qubit de controle e do qubit alvo. Deve-se considerar a ação do operador unitário, que representa todo o circuito, atuando simultaneamente nos 2 qubits.

 Saída: os qubits que compõem a saída do circuito podem ou não ser medidos. Como o qubit inferior está sendo medido, o resultado será 0 ou 1. (FONTE: WIKIPEDIA)

Percebe-se que a unidade básica de informação qubit (quantum bit), no qual pode assumir os valores