Computadores quânticos - Um olhar sobre as tecnologias futuras

Embora a tecnologia de computação quântica ainda esteja em sua infância, pode levar apenas alguns anos até que altere radicalmente os sistemas baseados em TI. Isso inclui aplicativos de logística, uma vez que os computadores quânticos (QCs) possibilitam resolver tarefas combinatórias complexas muito mais rapidamente. Na logística, por exemplo, eles podem otimizar o planejamento de rotas e os fluxos de materiais, mas também pesquisas complexas em bancos de dados ou processos de aprendizado de máquina com seu poder computacional.

Um CQ é um tipo inteiramente novo de microprocessador que funciona de acordo com as leis físicas da mecânica quântica. Essas leis descrevem as propriedades dos estados da matéria em nível atômico e subatômico. Longe de fácil compreensão, a teoria surgiu em 1925 e foi desenvolvida por vários físicos, incluindo Werner Heisenberg e Erwin Schrödinger. Este último tornou a teoria um pouco mais fácil de entender através de seu famoso experimento mental "gato de Schrödinger", cujos detalhes podem ser encontrados online.

Qubits desbloqueia novo poder de computação

Além de uma mudança no hardware, os CQs exigem um tipo diferente de TI que utiliza abordagens matemáticas diferentes. Um computador convencional armazena dados como bits, que podem assumir um de dois estados: zero ou um. Quanto mais processadores um computador possui, mais rápido ele pode realizar cálculos e avaliar sucessivamente sequências de bits. Um CQ armazena dados em bits quânticos ou qubits. Em vez de se limitar a um único estado (zero ou um), os qubits podem assumir os dois estados simultaneamente. Isso é conhecido como superposição. Isso significa que um CQ pode executar muito mais operações computacionais que um computador convencional, porque pode avaliar todas as combinações possíveis simultaneamente e não sequencialmente. Por exemplo, um controle de qualidade com 50 qubits pode assumir simultaneamente 2 à potência de 50 - ou mais de 1 quatrilhão de estados diferentes. Os especialistas prevêem que esse CQ seria mais poderoso do que os supercomputadores de hoje. Até agora, os QCs eram operados apenas sob condições ambientais estritamente controladas em data centers especialmente projetados. O principal entre essas condições é uma temperatura ambiente de menos 273 ° C e protege contra qualquer tipo de interação com o mundo exterior. Os sistemas são muito sensíveis e suscetíveis a erros, o que os torna atualmente inadequados para uso comercial generalizado. Mas QCs com 20 qubits - e QCs experimentais com 50 - já estão no mercado como serviços em nuvem. Estes são conhecidos como sistemas de portas quânticas ou CQs universais. Um exemplo bem conhecido é o IBM Q System One.

 Um tipo especial de CQ - conhecido como sistema de recozimento quântico ou CQ adiabático - é de particular interesse para o setor de logística. Esses computadores e seus processos são especialmente bons para resolver problemas de planejamento de rotas. Eles fornecem uma maneira diferente de definir valores de qubit para que esses valores não possam ser comparados com os usados ​​pelos QCs universais. Entre os mais conhecidos, está o sistema D-Wave 2000Q com 2048 qubits fabricado pela empresa canadense D-Wave. Além dos QCs "reais", o recozimento quântico também usa simulação matemática baseada na tecnologia convencional de chips. Por exemplo, a Fujitsu oferece exatamente esse serviço de computação baseado em nuvem que usa um chip binário especialmente projetado.
O desempenho e a praticidade dos computadores de recozimento reais e simulados ainda não são avançados o suficiente para mapear todas as condições e restrições dos problemas de planejamento de rotas da DACHSER de uma maneira que seja prática e acessível. Porém, nos próximos cinco anos, podemos esperar que a gama de serviços de recozimento se expanda e pavimente o caminho para alcançar um novo nível de qualidade e otimização de rotas.