A computação quântica é uma das áreas mais fascinantes da tecnologia. Ela usa regras da física que parecem desafiar o bom senso e promete resolver problemas impossíveis para os computadores comuns, mesmo os mais poderosos. Não por acaso, virou alvo de investimentos bilionários de empresas e governos.
Antes das curiosidades, vale entender de onde veio a ideia e como ela funciona. Depois, conheça sete fatos que parecem saídos de um filme de ficção científica, mas são reais.
De onde veio a ideia
Em 1981, o físico americano Richard Feynman, ganhador do Nobel, fez uma palestra que se tornou famosa. Ele argumentou que a natureza, em sua escala mais básica, segue as regras da mecânica quântica e que, para simular esse comportamento de forma eficiente, seria preciso um computador que também funcionasse com essas regras.
Nos anos seguintes, os teóricos mostraram o que esse tipo de máquina poderia fazer. Em 1994, o matemático Peter Shor criou um algoritmo capaz, em teoria, de fatorar números enormes muito mais rápido do que qualquer computador comum. Foi aí que o mundo percebeu o tamanho do potencial, e do risco, dessa tecnologia.
Como funciona, em linguagem simples
Os computadores comuns trabalham com bits, que valem 0 ou 1, como um interruptor ligado ou desligado. Os computadores quânticos usam qubits, que seguem as regras da física quântica. Eles podem ser construídos de diferentes formas: com circuitos supercondutores resfriados a temperaturas extremas, com átomos ou íons presos por campos elétricos e lasers ou com partículas de luz.
A grande sacada não é fazer as mesmas contas mais depressa, e sim usar fenômenos quânticos, como a superposição e a interferência, para chegar à resposta de certos problemas por caminhos que um computador comum não consegue percorrer. Para a maioria das tarefas do dia a dia, como editar textos ou assistir a vídeos, um computador quântico não traria nenhuma vantagem.
1. Um qubit pode ser 0 e 1 ao mesmo tempo
Um qubit pode estar numa combinação dos estados 0 e 1 ao mesmo tempo, fenômeno chamado superposição. Uma forma de imaginar é pensar numa moeda girando no ar: enquanto gira, ela não é apenas cara nem apenas coroa. Só quando cai, ou seja, quando o qubit é medido, o resultado se define.
Com vários qubits em superposição, o número de combinações possíveis cresce de forma exponencial: 10 qubits representam 1.024 estados, e 300 qubits representariam mais combinações do que o número estimado de átomos no universo observável. Os algoritmos quânticos são desenhados para fazer as respostas erradas se cancelarem e a resposta certa se reforçar, como ondas que se somam ou se anulam.
2. Partículas ligadas a distância
Dois qubits podem ficar emaranhados: o estado de um passa a estar ligado ao do outro, mesmo que estejam separados. Ao medir um deles, o resultado do outro fica imediatamente correlacionado. Albert Einstein desconfiava desse fenômeno e o chamou de “ação fantasmagórica à distância”. Apesar do nome, o emaranhamento não permite enviar mensagens mais rápido que a luz.
Os experimentos mostraram que o fenômeno é real, e o tema rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2022 a três pesquisadores que o comprovaram com partículas de luz. Hoje, o emaranhamento é uma das bases da computação quântica e das comunicações quânticas, que prometem canais de comunicação extremamente seguros.
3. Eles precisam de um frio mais intenso que o do espaço
Muitos computadores quânticos, principalmente os que usam circuitos supercondutores, funcionam a poucos milésimos de grau acima do zero absoluto, que corresponde a 273,15 graus Celsius negativos. É mais frio do que o espaço sideral, cuja temperatura de fundo fica em torno de 270 graus negativos.
Para chegar a esse ponto, os processadores ficam dentro de refrigeradores especiais, com vários estágios de resfriamento, que lembram grandes candelabros dourados. O frio extremo evita que o calor e as vibrações atrapalhem os delicados estados quânticos. Nem todas as tecnologias precisam de tanto frio, mas todas exigem um isolamento rigoroso do ambiente.
4. Um cálculo de milhares de anos em poucos minutos
Em 2019, o Google anunciou que seu processador quântico Sycamore, com 53 qubits, resolveu em cerca de 200 segundos um cálculo que, segundo a empresa, levaria 10 mil anos num supercomputador. A IBM contestou a estimativa, dizendo que uma técnica melhor faria o supercomputador resolver o problema em poucos dias, o que mostra como essas comparações são disputadas.
Em dezembro de 2024, o chip Willow, também do Google, resolveu em menos de cinco minutos um teste que, pelos cálculos da empresa, levaria um tempo muito maior que a idade do universo nos supercomputadores atuais. São testes específicos, criados para comparar máquinas e sem utilidade prática imediata, mas mostram o potencial da tecnologia.
5. O maior inimigo é o erro
Os qubits são extremamente sensíveis: vibrações, variações de temperatura e ruídos eletromagnéticos fazem com que percam a informação em frações de segundo, fenômeno chamado decoerência. Por isso, a correção de erros é o grande desafio da área.
A solução é agrupar muitos qubits físicos para formar um único qubit lógico, mais confiável, e verificar os erros continuamente. O avanço do Willow chamou atenção justamente por mostrar que, a partir de certo ponto, aumentar o número de qubits reduziu a taxa de erros, em vez de aumentá-la. Os especialistas estimam que computadores quânticos realmente úteis vão precisar de centenas ou milhares de qubits lógicos, o que pode exigir centenas de milhares ou até milhões de qubits físicos.
6. Eles podem quebrar senhas de hoje
Grande parte da criptografia que protege a internet, das compras online às mensagens, se baseia em problemas matemáticos muito difíceis para os computadores comuns, como fatorar números gigantes. Um computador quântico suficientemente poderoso, rodando o algoritmo de Shor, seria capaz de quebrar parte dessa proteção.
Esse computador ainda não existe, mas os especialistas não querem esperar. Há o risco de dados criptografados serem copiados hoje para serem decifrados no futuro, estratégia conhecida como “colete agora, decifre depois”. Por isso, em 2024, o instituto de padrões dos Estados Unidos, o NIST, publicou os primeiros padrões oficiais de criptografia pós-quântica, resistente a esse tipo de ataque, e empresas de tecnologia já começaram a adotá-los em navegadores e aplicativos de mensagens.
7. Qualquer pessoa pode usar um
Pode parecer exagero, mas desde 2016 a IBM oferece acesso a computadores quânticos reais pela internet, e outras empresas também passaram a oferecer esse serviço na nuvem. Estudantes, professores e pesquisadores do mundo todo usam essas máquinas para aprender, testar algoritmos e fazer experimentos sem sair de casa.
Há ainda simuladores gratuitos e cursos online que ensinam os princípios da programação quântica, muitas vezes com exemplos que rodam no navegador. Para quem tem curiosidade, é uma forma prática de entender como os qubits se comportam.
Para que a computação quântica vai servir
Os especialistas apostam em algumas áreas principais:
- Química e remédios: simular moléculas com precisão, acelerando a descoberta de medicamentos.
- Novos materiais: projetar baterias melhores, fertilizantes mais eficientes e supercondutores.
- Otimização: encontrar as melhores rotas, escalas e combinações em problemas complexos de logística e finanças.
- Inteligência artificial: pesquisadores estudam se algoritmos quânticos podem acelerar algumas etapas do aprendizado de máquina.
- Ciência básica: entender melhor a própria física quântica e fenômenos da natureza.
Em 2025, a área ganhou um reconhecimento simbólico: o Nobel de Física foi para John Clarke, Michel Devoret e John Martinis, cujos experimentos dos anos 1980 mostraram efeitos quânticos num circuito elétrico grande o suficiente para caber na palma da mão. Essas descobertas estão na base dos qubits supercondutores.
Perguntas frequentes
Vou ter um computador quântico em casa?
É improvável, pelo menos nas próximas décadas. As máquinas exigem condições muito especiais de funcionamento. O mais provável é que o acesso continue acontecendo pela nuvem, como já acontece hoje.
Os computadores quânticos vão substituir os computadores comuns?
Não. Eles devem funcionar como aceleradores para problemas específicos, trabalhando junto com os computadores tradicionais.
A computação quântica ameaça as criptomoedas?
Em teoria, um computador quântico poderoso poderia ameaçar a criptografia usada por muitas criptomoedas. Por isso, desenvolvedores já discutem formas de migrar para padrões resistentes a ataques quânticos antes que essas máquinas existam.
Conclusão
A computação quântica ainda está nos primeiros passos, mas já mostra resultados impressionantes e ganhou reconhecimento até no Nobel. Nas próximas décadas, ela pode acelerar a descoberta de remédios, a criação de novos materiais e a solução de problemas complexos de logística, levando a ficção científica cada vez mais para o mundo real.
