Série Corporações Quânticas: Raytheon!

Dando prosseguimento à série de posts das Corporações Quânticas, vamos falar hoje sobre a Raytheon, a empresa americana que é a maior produtora mundial de mísseis guiados, além de ser a quinta maior fornecedora de equipamentos militares no mundo e a quarta maior fornecedora do departamento de defesa dos Estados Unidos, contando com 63 mil empregados e uma receita anual de 25 bilhões de dólares.

No site da empresa, que pode ser acessado neste link, podemos ver as áreas de pesquisa da Raytheon dentro da computação quântica: Qubits supercondutores, Verificação quântica de processos, Algoritmos, Memórias de alta e baixa velocidades, distribuição quântica de chaves, comunicações com baixas probabilidades de detecção, Nanofotônica e “quantum imaging testbed”. Mais informações podem ser apreciadas no vídeo abaixo, com um tour pelos laboratórios da Raytheon e com informações dadas por seus principais cientistas:

Um outro vídeo produzido pela empresa demonstra uma introdução básica para os fundamentos da computação quântica:

Em um artigo publicado na revista Nature com o título “Demonstration of quantum advantage in machine learning“, e disponível neste link, os cientistas da Raytheon juntamente com cientistas da IBM, dizem que apesar dos avanços da computação quântica, não é possível ainda afirmar que as fundações desta ciência estão sólidas, como pode ser visto neste link. Eles dizem que um computador quântico prático ainda está muito longe de ser construído. Neste artigo eles também demonstram um exemplo de uma vantagem de um computador quântico sobre um computador clássico.

Outro fato curioso é que em 2012 a Raytheon ganhou um prêmio de U$2,2 milhões pelo programa de ciência da computação quântica, patrocinado pela IARPA.

Aguardem os próximos posts da série Corporações Quânticas!

Série Corporações Quânticas: SK Telecom!

Dando prosseguimento à série de posts das Corporações Quânticas, vamos falar hoje sobre a SK Telecom, a maior empresa Sul Coreana de telecomunicações, com aproximadamente 30 milhões de assinantes, dona de 50% do mercado Sul Coreano e também dona do time SK Telecom T1, campeões do game League Of Legends, ou Lol para os íntimos, em 2013, 2015 e 2016!

A empresa em 2017 se uniu à Nokia, para realizar pesquisas em criptografia quântica e anunciaram um sistema de transmissão quântico, para a transmissão de dados por cabos óticos. A SK Telecom tem realizado pesquisas de QKD, isto é, Quantum Key Distribution, ou, distribuição quântica de chaves, detendo o recorde de transmissão das mesmas, conseguindo a marca de 112 km de distância até a presente data. Além disso, desenvolveu um “quantum number generator“, isto é, um gerador quântico de números, tecnologia vital para sistemas de segurança, tendo conseguido desenvolver essa tecnologia no menor chip quântico do mundo. No vídeo abaixo algumas destas tecnologias são melhor explicadas.

 

Para promover a interoperabilidade, a SK Telecom se uniu à Deutsche Telekom e criaram um grupo chamado “Quantum Alliance“, com o objetivo de unir outras operadoras de telecomunicações e fabricantes de hardware para definir os padrões dos sistemas de criptografia quânticos.

O projeto resultado a parceria da Nokia com a SK Telecom

Em 2015 a SK Telecom fez uma parceria com a maior produtora koreana de elementos fotoelétricos, a Wooriro Optical Telecom, para produzir no país os componentes chave para as tecnologias de comunicação e informação quânticas. Ambas as empresas empregaram esforços para comercializar um detector único de fótons, o componente principal das tecnologias de comunicação quânticas. Em 2016 a SK Telecom fez investimentos na ID Quantique, empresa que já falamos a respeito na série Startups de Computação Quântica, e que você pode ler a respeito dela neste link.

Foto do laboratório quântico da SK Telecom

Por fim, a empresa está também desenvolvendo experimentos quânticos com a tecnologia de íons presos. Ela disponibilizou um site com todas as informações destes experimentos, com artigos, detalhes, fotos e muitas informações ricas, o site está disponível neste link.

É isso ai galera, quem sabe em um futuro muito próximo estaremos jogando nossos games online, como o Lolzinho utilizando tecnologias de computação quântica? Se depender da SK Telecom este futuro não está muito longe!! Aguardem os próximos posts da série Corporações Quânticas!

Série Corporações Quânticas: Toshiba!

Dando prosseguimento à série de posts das Corporações Quânticas, vamos falar hoje sobre a Toshiba, a gigante japonesa dos eletrônicos.

A Toshiba tem feito diversos investimentos e esforços dentro da área da computação quântica. Em parceria com a Universidade de Cambridge, fundaram o “The Cambridge Research Laboratory (CRL)”, e conseguiram fabricar diodos emissores de luz acoplados a pontos quânticos, gerando uma fonte de luz para o entrelaçamento quântico. Além disso, estão realizando experimentos conectando 64 computadores em uma rede de acesso quântica, utilizando um detector de fótons que pode suportar até 1 bilhão de fótons por segundo, permitindo gerenciar essa informação para mais de um computador de uma vez. Entre os anos de 2015 a 2017 a Toshiba já produziu diversos artigos científicos, que podem ser acessados neste link.

A Toshiba também desenvolveu um protótipo de chave de distribuição quântica, utilizando fibras óticas.  Um artigo interessante que analisa as novidades da Toshiba dentro do mundo da criptografia quântica pode ser visto neste link. Outro fato curioso é que a Toshiba possui um dos maiores portfólios de Ips (propriedade intelectual) de computação quântica do mundo, disponível neste link.

O vídeo acima faz uma apresentação do laboratório de pesquisa e desenvolvimento da Toshiba, explicando alguns conceitos de computação quântica sendo desenvolvidos em seus laboratórios. No vídeo abaixo, que faz parte da mesma série de videos chamado “Labcast“, a tecnologia de distribuição quântica de chaves é explicada, assim como é demonstrado um conceito e histórico da criptografia.

Por fim, este último video abaixo demonstra um evento de portas abertas no quartel general da Toshiba em Tóquio, aonde a sua tecnologia de distribuição quântica de chaves é demonstrada.

E este foi o post série de posts das Corporações Quânticas de hoje! Ainda temos muitas outras empresas para citar, então não percam os próximos!!!

Série Corporações Quânticas: Alibaba!

Dando prosseguimento à série de posts das Corporações Quânticas, vamos falar hoje sobre a gigante do varejo online chinês, a famosa empresa asiática fundada por Jack Ma, Alibaba e como ela tem desenvolvido projetos na área de computação quântica.

O grupo chinês Alibaba, famoso por seu modelo de negócios inovador que permite pequenos negócios florescerem em sua plataforma digital, faz parte do plano do governo chinês de criar a chamada “rota da seda digital”, focando no desenvolvimento de tecnologias de ponta, como inteligência artificial, nanotecnologia, economia digital e computação quântica. O grupo Alibaba anunciou em 2016 investimentos de 1 bilhão de dólares no seu braço empresarial chamado AliCloud, focado em soluções via nuvem. A AliCloud fundou juntamente com a Academia Chinesa de Ciências (CAS) um laboratório de computação quântica, tendo como objetivo soluções de segurança e otimização de velocidade de processamento.

Sede do grupo Alibaba em Hangzhou, na China.

O Alibaba Quantum Computing Lab, com sede em Xangai, tem como meta até 2020 ser capaz de manipular 30 qubits, criar uma simulação quântica possuindo a velocidade dos atuais mais rápidos supercomputadores até 2025 e desenvolver um protótipo de computador quântico possuindo de 50 a 100 qubits, até 2030. O grupo Alibaba também tem interesses em pesquisas relacionadas a técnicas de segurança quântica para e-commerce, o negócio principal do grupo Alibaba. Para realizar isto, o braço AliCloud (também chamado de Aliyun), do grupo Alibaba, irá injetar 5 milhões de dólares anuais no laboratório, por 15 anos. Eles preveem que o laboratório poderá abrigar até 100 cientistas de ponta, vindos de todas as partes do mundo. Os artigos produzidos por essa joint-venture estão disponíveis neste link.

Aguardem os próximos posts da série Corporações Quânticas, até lá!

Série Corporações Quânticas: Airbus!

Iremos começar agora uma série listando as grandes empresas, corporações e multinacionais que estão desenvolvendo pesquisas, projetos e estudos dentro da área da computação quântica. Esta série será dedicada aos grandes grupos, já que nós já cobrimos diversas startups em nossa série anterior. Sejam bem-vindos à série corporações quânticas!

Para iniciar essa série, falaremos da empresa Airbus e seus esforços na área da computação quântica. O CEO da empresa, Dirk Hoke, no vídeo abaixo explica os planos da empresa, que pretende combinar a computação quântica com campos cognitivos da informática, como a inteligência artificial e machine learning, de forma a produzir análises avançadas de dados. A Airbus é uma empresa francesa, líder mundial na fabricação de aviões comerciais, líder europeu no desenvolvimento de programas espaciais e líder mundial na produção de helicópteros civis.

A empresa montou em 2015 uma unidade de computação quântica em Newport, no Reino Unido, contando com 6 pessoas, para pesquisar modelagem e simulações digitais, como por exemplo as simulações da passagem de ar entre as asas dos aviões. A Airbus também esta buscando PhDs na área, para reforçar o seu time.

Não percam os próximos posts da série Corporações Quânticas!

Lógica Paraconsistente: Le Grand Finale

Nas Máquinas de Turing Paraconsistentes (MTPs) cada função de escolha de valores dos diferentes elementos da máquina, representa uma configuração de uma Máquina de Turing Clássica (MT). Portanto, a configuração das MTPs podem ser interpretadas como uma superposição de configurações de uma MT além de, no final da computação, ser realizada só uma escolha de valores dos elementos da máquina para obter um único resultado. As MTPs podem ser consideradas similares as Máquinas de Turing Quânticas (MTQs) nas quais são permitidas somente superposições uniformes.

Emaranhamento Quântico

Contudo, não é possível representar estados emaranhados nas MTPs através da mera interpretação da multiplicidade de valores como superposição de estados. Isso porque qualquer superposição uniforme emaranhada de estados exclui alguma combinação de valores dos elementos constituintes, enquanto, nas MTPs, qualquer combinação de valores na configuração da máquina pode ser obtida, ou seja, nenhuma combinação é excluída.

A noção de fase relativa nas MTQs também não é diretamente representável através das MTPs, e essa característica é essencial para a interferência quântica, que é o mecanismo provido pelas MTQs para aproveitar o paralelismo no processo de computação. O mecanismo provido pelas MTPs para aproveitar o paralelismo e bastante diferente da interferência quântica: consiste na adição de condições de inconsistência na definição das instruções.

Interferência Quântica

Resenha do livro “A revolução dos q-bits”

O livro “A revolução dos q-bits“, de Ivan S. Oliveira e Cássio Leite Vieira, é uma deliciosa ficção escrita com o objetivo de divulgar os conceitos da enigmática computação quântica. Ivan S. Oliveira é doutor em física pela universidade de Oxford, e pesquisador titular do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF). O livro está disponível na Amazon, neste link.

Neste livro de ficção, Ivan e Cássio contam a história do personagem Lao Chuang, presidente da Quantum Chips, multinacional produtora de microprocessadores para computadores quânticos, e neto do senhor Chuang, pioneiro no campo da computação quântica. No livro, o senhor Lao irá proferir 5 palestras, em um famoso evento chamado “palestras feynmanianas“, com o objetivo de apresentar o mundo da computação quântica para o público.

A primeira palestra é dedicada a contar a história da física clássica e sua ruptura, com as idéias de Einstein, Bohr, Planck, Broglie, Schrödinger, Born, Pauli e outros.

A segunda palestra é dedicada a contar a ruptura que foi a chegada da física quântica, com os respectivos pensamentos e debates, com as idéias de Heisenberg, passando pelos conceitos físicos do emaranhamento, o paradoxo de EPR, todos os questionamentos de Einstein com o seu famoso pensamento questionando se “Deus joga dados?”, os testes de Bell, entre muitas coisas mais.

A terceira palestra é dedicada a computação clássica, falando sobre Turing e suas invenções, David Hilbert, bits, portas lógicas, problemas polinomiais, além das idéias de Moore, Shannon, Bennet, entre outros.

A quarta palestra é dedicada à computação quântica propriamente dita, falando sobre as idéias de reversibilidade quântica de Benioff, sobre os Q-bits, portas lógicas quânticas, David Deutsch, criptografia, Peter Shor e seu famoso algoritmo, Lov Grover e seu algoritmo, o emaranhamento como recursos computacional, criptografia quântica, teleporte, e demais conceitos únicos da computação quântica.

Resenha do livro “O que é computação quântica”

O livro “O que é computação quântica“, de Ernesto F. Galvão, é uma excelente introdução ao mundo da computação quântica. Galvão é graduado em física pela PUC-Rio, mestre pela UFRJ, possui doutorado pela Universidade de Oxford e fez o seu pós-doutorado no Perimeter Institute for Theoretical Physics.

O livro pode ser adquirido na amazon, através deste link. Galvão possuindo um estilo leve e divertido consegue em sua obra passar por diversos conceitos fundamentais da computação quântica em uma linguagem acessível e agradável e ao mesmo tempo bem completa para introduzir o assunto.

O livro começa com uma introdução resumida à história da computação, demonstrando que as primeiras formas de contagem e computação teriam sido via pedras durante a pré-história, sendo o termo calcular originário do grego que significa pedra, dai o termo “cálculo renal”. Galvão passa então por Babbage e o ENIAC.

O livro então dá uma resumida panorâmica sobre a ciência da computação, explicando as pesquisas e avanços feitos por Alan Turing e sua máquina de Turing, assim como problemas de complexidade computacional, os tratáveis e intratáveis.

Lógica Paraconsistente: Máquina de Turing Quântica

A máquina de Turing Quântica foi primeiro proposta pelo físico teórico David Deutsch (post sobre ele no blog neste link), em 1985, no seu trabalho “Quantum theory, the Church-Turing principle and the universal quantum computer“, disponível neste link.

A máquina de Turing Quântica é uma abstração da máquina de Turing Clássica, processando um algoritmo quântico. O seu funcionamento é similar a máquina clássica, com algumas diferenças contudo que iremos explorar neste post. Vamos primeiro ver a história da máquina de Turing:

1973:
Bennett demonstra que uma máquina de Turing reversível é possível.

1980:
Benioff observa que como a mecânica quântica é reversível, um computador baseado em seus princípios deveria ser reversível também.

1982:
Richard Feynman demonstra que nenhuma Máquina de Turing Clássica pode simular fenômenos quânticos, sendo necessário um computador quântico para isso.

1985:
David Deutsch descreve a primeira máquina de Turing Quântica.

Uma máquina de Turing Clássica começa a computação com um programa e os dados inicias sendo escritos em uma fita. A cabeça é colocada em um estado, e lê o programa.  O programa é lido, suas instruções são executadas, a cabeça se move para um lado ou para o outro, lê mais dados, escreve mais dados. Uma máquina de Turing Clássica, porém, é baseada nos princípios da física clássica. Os estados da fita e da cabeça são sempre possíveis de serem lidos e escritos. Os dados sempre podem ser copiados e tudo é definido de forma única.

Em uma máquina de Turing Quântica, ler, escrever e trocar de operações são todas funções realizados via interações quânticas. A fita e a cabeça em si existem em um estado quântico. No lugar da célula de Turing na fita clássica, que pode abrigar apenas bits 0 ou 1, a máquina de Turing Quântica abriga Qubits, que apresentam estados de superposição de 0 ou 1. Uma máquina de Turing Quântica pode codificar muitas entradas para um problema simultaneamente, e então calcular todas as entradas ao mesmo tempo.

Vejamos o Qubit abaixo, aonde a seta para cima representa o bit clássico 1, a seta para baixo corresponde ao 0. A seta no meio dos 2 extremos representa um estado de superposição de 1 e 0.

Vejamos agora o comportamento da fita na máquina de Turing Quântica. O primeiro desenho representa o estado inicial da fita e da cabeça. Os 3 desenhos seguintes representam e exemplificam 3 posições diferentes que a cabeça pode se movimentar, sendo que a Máquina Quântica de Turing, apresenta um estado superposto desses 3 estados ao mesmo tempo.