Computação Quântica e IA

Um ponte entre a tecnologia de hoje e um futuro sem limites

Ao pensar em tecnologia, é comum que mesmo usuários mais leigos tenham longas sequências de 0 e 1 como referência conceitual, em alguns casos no melhor estilo Matrix. Ainda que forma elementar, uma parcela considerável das pessoas compreende que as máquinas utilizam conjuntos de bits para realizar cada operação que é, per se, um pequeno milagre tecnológico.

Desde pixels que compõem fotos a e-mails ou áudios que podem ser ouvidos na velocidade 2x, é a energia elétrica quem se transforma em bits 0 e 1 e cumpre as mais variadas missões. Tudo isso numa velocidade tão extrema, que muitas ações parecem ocorrer instantaneamente, sem que tenham percorrido um longo caminho pelos sistemas.

Assim funcionam nossos computadores e dispositivos, que apesar de utilizarem o mesmo método há muito tempo, vêm se tornando mais poderosos e eficientes. Agora imagine, se ao invés de utilizar os bits, 0 e 1, ligado e desligado, os computadores pudessem atuar com variações precisas em nível de partículas subatômicas!?

A computação quântica elevará o poder computacional de forma surpreendente, usando bits quânticos ou qubits, unidade capaz de integrar informações dos dados em novas dimensões para o processamento. Enquanto 8 bits juntos armazenam oito informações, 8 qubits podem armazenar 256 bits.

Enquanto bits se somam de forma direta, 1+1+1+1=4, os qubits se combinam de forma exponencial 2^n, ou seja: 2x2x2x2=16, utilizando a sobreposição quântica. A diferença proporciona operações com um nível de precisão muito superior ao modelo utilizado atualmente, o que justifica a necessidade de desenvolvimento de hardware específico. Hoje, operações com um volume limitado de bits quânticos são realizadas em laboratórios de pesquisa, e o computador do Google, por exemplo, opera com apenas 53 qubits.

Se o poder computacional já impressiona como meio para potencializar a inteligência humana, realizar o incrível, a computação quântica deixará ainda mais longe a ideia do impossível para a tecnologia. Redes neurais e deep learning, por exemplo, encontrarão na computação quântica um meio para ampliar de forma exponencial seus resultados. Uma visão de futuro tão complexa, que apresenta um horizonte difuso para questões atuais, como a confiabilidade de veículos autônomos ou a precisão de sistemas preditivos, por exemplo.

Apesar da dificuldade de dimensionar o potencial prático e as possibilidades que virão, é fato que já podemos sonhar com um avanço tecnológico sem precedentes. Para a Inteligência Artificial, a tendência é uma capacidade de ampliação dos limites e fronteiras do Big Data, além de analisar problemas ultra complexos com eficiência e precisão ainda maiores.

Por enquanto precisaremos aguardar o avanço dos supercomputadores, que dependem de supercondutores altíssima tecnologia e investimentos. Uma batalha pela miniaturização também faz parte do desafio, já que o menor equipamento disponível (ainda) é tão pequeno quanto uma geladeira.

Cientistas da Universidade de Innsbruck criaram o primeiro computador quântico compacto do mundo, após reduzir com sucesso os elementos do equipamento que antes ocupava laboratórios de 30 a 50 m². Os cientistas de Innsbruck já foram capazes de operar com 24 qubits, mas querem um dispositivo para até 50 qubits individualmente controláveis no próximo ano.

Segundo o estudo “Where Will Quantum Computers Create Value — and When?”, realizado pelo BCG, apesar de todo o progresso dos últimos 50 anos, ainda há problemas que computadores não podem resolver. A computação quântica surge, como caminho de grande potencial para a solução de problemas “classicamente intratáveis”. Para o BCG, toda essa expectativa não é exagerada, já que a computação quântica representaria, nas próximas décadas, uma economia de custos e oportunidade de receita superior a US$450 bi ao ano.

Estima-se que setores com requisitos complexos de simulações e otimização se beneficiem primeiro, com previsão de geração de valor entre US$2 a US$5 bi até 2024 para usuários finais nestes setores. Conforme já experimentado anteriormente com novas tecnologias, a geração de valor através da computação quântica tende a aumentar com o avança da sua viabilidade comercial.

Dedicar atenção às transformações que a computação quântica trará, resultará em poderosa vantagem estratégica para os primeiros que a adotarem. Os precursores terão mais experiência, consciência sobre o conhecimento, lacunas tecnológicas e até mesmo propriedade intelectual, enquanto a computação quântica ganha força comercial.

Quanto a aplicação comercial, estão a otimização de redes de transporte aéreo e modal, cadeias de suprimentos e portfólio de serviços financeiros, por exemplo.

Outro exemplo muito claro da diferença de potencial, está na indústria médica. A modelagem estrutural de uma molécula de uma droga como a Penicilina demandaria um computador clássico com 10^86 bits (mais transístores que átomos no universo observável). Por outro lado, um computador quântico com processador com 286 qubits daria conta do desafio.

Apesar de não podermos afirmar para onde a computação quântica nos levará, é fato que o caminho se mostra promissor para os negócios e a sociedade. Um verdadeiro trending topic para os próximos 5 a 10 anos, em que os primeiros a se adaptarem, aliando qubits, IA e Machine Learning, terão um universo de possibilidades à sua frente, literalmente.