1.
O que é computação em nuvem quântica?
A computação em nuvem quântica disponibiliza recursos de computação quântica para organizações, universidades e outros usuários por meio da tecnologia de nuvem.
Os computadores quânticos baseados em nuvem funcionam mais rapidamente e têm mais poder computacional do que os computadores tradicionais porque empregam os princípios da física quântica na resolução de problemas computacionais complexos.
Existem diferentes tipos de computadores quânticos, como recozidores quânticos, simuladores quânticos analógicos e computadores quânticos universais. Os recozedores quânticos são considerados os menos poderosos dos computadores quânticos, mas podem resolver muito bem problemas de otimização. Os simuladores quânticos analógicos, por outro lado, são sistemas poderosos que podem resolver problemas físicos e bioquímicos.
Os computadores quânticos universais são o tipo de computador quântico mais poderoso e amplamente utilizado. Eles também são os mais difíceis de construir. A computação de uso geral tem potencial para acessar até 1 milhão de qubits (a unidade básica de informação quântica). No entanto, a tecnologia atual fornece acesso apenas a cerca de 100 a 400 qubits.
O que tudo isso tem a ver com a tecnologia blockchain? Como a computação quântica é tão poderosa, ela atraiu compreensivelmente a atenção da comunidade blockchain, pois poderia ser usada para prejudicar a tecnologia blockchain como a conhecemos hoje.
Primeiro, levanta-se a hipótese de que a computação quântica poderia ser usada para obter uma vantagem injusta sobre outros mineradores de prova de trabalho (PoW) e potencialmente dominar a mineração de blockchain. Isso coloca redes PoW descentralizadas, como Bitcoin (BTC) e Litecoin (LTC), sob a ameaça de centralização.
Em segundo lugar, a computação quântica poderia, teoricamente, também descriptografar os códigos de criptografia usados pelas blockchains. Isto significa que a computação quântica pode usar criptografia para atacar redes blockchain. No entanto, nem tudo é pessimismo para os criptosistemas, já que a computação quântica em nuvem também pode oferecer uma solução eficaz para proteger e fortalecer blockchains contra ataques quânticos.
2.
Qual é a diferença entre computação em nuvem e computação em nuvem quântica?
A computação em nuvem quântica aplica princípios quânticos à computação distribuída, enquanto a computação em nuvem usa servidores remotos para fornecer serviços de computação distribuída.
A computação em nuvem refere-se simplesmente ao fornecimento de serviços como armazenamento de dados, servidores, bancos de dados e redes através da Internet. Por exemplo, as organizações podem escolher serviços de armazenamento em nuvem para reduzir a manutenção de hardware e outros custos, em vez de armazenar dados em servidores físicos no local.
A computação quântica em nuvem, por outro lado, é derivada da computação quântica – uma forma de computação que utiliza os princípios da mecânica quântica para resolver problemas complexos. Ele fornece aos usuários computadores quânticos e acesso a serviços e soluções habilitados para quantum por meio da nuvem.
As empresas que utilizam a computação em nuvem, como Google, Amazon, IBM e Microsoft, também estão na vanguarda do desenvolvimento de computadores quânticos para aperfeiçoar a tecnologia de computação e tornar os computadores quânticos acessíveis a mais utilizadores através da nuvem. Por exemplo, o computador quântico Osprey da IBM tem 433 qubits. A empresa supostamente planeja escalar até 4.000 qubits até 2025.
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3.
Como funciona a computação quântica em nuvem?
Semelhante às soluções de plataforma como serviço, os serviços de computação em nuvem quântica funcionam conectando os usuários diretamente a processadores, emuladores e simuladores quânticos.
Os computadores quânticos físicos são extremamente complexos, tornando o acesso baseado em nuvem uma configuração ideal para quem precisa aproveitar o poder da computação quântica sem adquirir sua própria máquina.
De acordo com a IBM, seu sistema de hardware quântico – que tem aproximadamente o tamanho de um carro médio – consiste principalmente em um sistema de resfriamento para garantir que o processador supercondutor permaneça em uma temperatura operacional ideal ultrafria.
Os sistemas de hardware quântico consistem em superfluidos, que podem superresfriar o sistema, que formam junções Josephson para transportar carga através de tunelamento quântico e qubits, que facilitam o controle comportamental e a transferência de informações;
Qubits podem desempenhar uma função importante chamada superposição, que lhes permite colocar as informações quânticas que contêm em um estado de superposição ou uma combinação de todas as configurações possíveis do qubit. Este fenômeno permite a criação de espaços computacionais multidimensionais que facilitam a solução de problemas complexos.
Outra coisa a entender quando se fala em computação quântica é o conceito de emaranhamento – um efeito da mecânica quântica. O emaranhamento é uma correlação entre o comportamento de duas coisas independentes. No contexto do emaranhamento quântico, à medida que os qubits ficam emaranhados, eles fazem com que outros qubits mudem, permitindo que o sistema encontre soluções mais rapidamente do que um computador convencional.
Ao contrário do equívoco comum de que a computação quântica pode resolver problemas complexos tentando todas as configurações possíveis do problema em paralelo, os computadores quânticos exploram o emaranhado de qubits para explorar a probabilidade. Eles então executam o algoritmo para aumentar suas chances de chegar à melhor resposta.
4.
Qual é o propósito da computação em nuvem quântica?
A computação quântica tem o potencial de resolver problemas anteriormente intratáveis em vários campos, como economia, concepção e desenvolvimento de medicamentos, finanças, logística e muito mais.
Por exemplo, plataformas de computação quântica em nuvem em grande escala podem ser usadas para resolver problemas relacionados à otimização logística e agendamento de recursos em ambientes de negócios. Na área da saúde, a computação quântica em nuvem tem o potencial de analisar grandes quantidades de dados de pacientes para encontrar os tratamentos mais eficazes para doenças específicas.
Além disso, no domínio da segurança cibernética, os computadores quânticos podem utilizar o seu poder computacional melhorado para ajudar a combater o crime cibernético e as violações de dados. Os benefícios da computação em nuvem quântica são muitos. Um benefício significativo é que permite às organizações obter acesso ao poder da computação quântica sem adquirir as suas próprias máquinas e sistemas de refrigeração.
Também permite que pesquisadores quânticos, como estudantes e acadêmicos de física quântica, compreendam melhor os princípios quânticos e conduzam experimentos sem a necessidade de acesso a um computador quântico.
5.
Como a computação em nuvem quântica é usada?
As aplicações atuais da computação em nuvem quântica incluem aplicações relacionadas a testes de algoritmos quânticos.
Especificamente, algoritmos quânticos são criados em computadores convencionais e testados em computadores quânticos para garantir a viabilidade. Como a tecnologia envolvida na computação quântica é cara e tem grandes barreiras de entrada, a computação quântica em nuvem permite que empresas e pesquisadores aproveitem a tecnologia para explorar uma variedade de aplicações de computação quântica.
A computação quântica ainda está nos estágios iniciais de desenvolvimento e implementação, portanto as taxas de adoção permanecem baixas. No entanto, disponibilizar esta tecnologia através da computação em nuvem distribuída é um divisor de águas que abre a porta para muitas aplicações potenciais no futuro.
6.
Como será o futuro da computação quântica em nuvem?
Os especialistas prevêem que a implementação da computação quântica baseada na nuvem pode ser mais desafiadora do que a inteligência artificial, que cresceu na última década.
Este desafio deve-se em parte aos complexos requisitos técnicos dos computadores quânticos. Como os sistemas de hardware quântico exigem condições operacionais extremamente frias, os provedores de nuvem precisarão construir espaços dedicados para computadores quânticos. Os data centers que existem hoje estão mal equipados para esse fim.
Além disso, a computação quântica e o software associado ainda estão nos estágios iniciais de desenvolvimento e implementação, de modo que a indústria como um todo ainda é considerada incipiente. Os programadores também precisarão dominar novas habilidades aritméticas e lógicas, uma vez que os métodos típicos de programação digital são muito diferentes daqueles exigidos pela computação quântica.
Ainda assim, os especialistas estão optimistas quanto ao potencial da computação quântica na nuvem e acreditam que esta poderá trazer enormes benefícios para vários sectores, incluindo finanças, logística, saúde e tecnologia.
À medida que a tecnologia se desenvolve, ainda é muito provável que a computação quântica baseada na nuvem se torne amplamente disponível num futuro próximo, tornando mais fácil e mais rentável para as empresas a utilização desta poderosa tecnologia.
As empresas de nuvem provavelmente se tornarão o primeiro grupo de provedores de subas-a-service, já que o serviço simplesmente ampliará as ofertas existentes. Se implementada e comercializada de forma eficaz, a computação quântica em nuvem poderá tornar-se tão omnipresente como a inteligência artificial e as implementações de aprendizagem automática.