Notícias Quânticas

O mês de setembro trouxe grandes novidades no mundo da computação quântica. Vamos ver os fatos que agitaram o mundo quântico neste mês!

Primeiramente, a IBM e o MIT anunciaram uma pareceria para usar a computação quântica no campo da inteligência artificial. Essa parceria se deu através de investimentos da ordem de 240 milhões de dólares na criação do MIT-IBM Watson AI Lab.

Outro fato marcante deste mês, ainda falando da IBM, foi o artigo publicado na revista nature, aonde os cientistas usaram um computador quântico para obter o estado de energia mais baixo de uma molécula de hidreto de berílio. Isto foi relevante, pois este conhecimento ajuda a conhecer as reações químicas e com este experimento eles conseguiram o recorde da maior molécula já simulada em um computador quântico.

Saindo agora um pouco da IBM, a Microsoft também anunciou neste mês a criação de uma linguagem de programação para computadores quânticos, focada para a inteligência artificial. Em um experimento parecido com o IBM Quantum Experience, a Microsoft já está aceitando registros online para os seus experimentos, neste link.

Outro anúncio importante, especialmente para os brasileiros, foi o fato de que o pesquisador brasileiro Guilherme Tosi, está junto com pesquisadores australianos desenvolvendo uma nova arquitetura para processadores quânticos. O vídeo acima discorre sobre essa nova arquitetura, demonstrada por Guilherme.

Por fim, no final do mês passado um grupo de pesquisadores suiços, brasileiros e americanos anunciaram a publicação de um trabalho sobre o controle da interação Spin-Órbita em elétrons, que podem constituir Qubits. O artigo está disponível neste link.

Essas foram as novidades recentes do mundo da computação quântica. Aguardem mais notícias em breve!!

 

O panorama brasileiro na computação quântica

Como nós discutimos aqui no blog, a computação quântica é uma das grandes promessas da ciência para o século 21, com todas as suas implicações e mudanças de paradigma. Por conta disso, vale a pena analisar como anda o panorama brasileiro nesta área, para que os interessados nesta nova ciência saibam o que esperar do Brasil.

Segundo a matéria da revista Época Negócios, de fevereiro de 2017, intitulada “Precisamos falar sobre computação quântica“, o Brasil conta com 104 pesquisadores do tema atualmente, número bem diferente dos 2.455 da união européia, segundo a mesma publicação. Estes pesquisadores brasileiros estão quase todos no Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Informação Quântica, o INCT-IQ site neste link, que se trata de uma organização criada em 2009 pelo estado de São Paulo por meio do programa “Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia“, através do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) via uma parceria entre o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). O instituto nasceu após ser aprovado em um edital lançado em 2008 e tem a sua sede na Unicamp. Segundo o próprio site do INCT-IQ:

“O INCT-IQ congrega pesquisadores das áreas de óptica clássica, óptica quântica, física atômica, física do estado sólido, teoria da informação clássica e quântica e ciência da computação do país. São 20 grupos de pesquisa, 12 laboratórios, em 15 instituições localizados em sete estados do país, formando uma rede científica que trabalhará de forma coerente e coordenada.”

Os estados brasileiros que tem instituições ligadas ao INCT-IQ são: Alagoas, Ceará, Espírito Santo, Minas Gerais, Paraná, Pernambuco, Rio de Janeiro e São Paulo. Segundo o portal da transparência, o INCT-IQ recebeu um aporte total de R$ 6.416.400, por um período total de 8 anos, começando em 11/08/2009 e terminando a vigência em 13/12/2017. Estas informações estão disponíveis neste link. O valor de aproximadamente 6,5 milhões de reais pagos em 8 anos contrasta muito com o investimento da União Européia de 1 bilhão de euros (3,7 bilhões de reais na cotação atual, ou aproximadamente 570 vezes mais que o investido pelo Brasil no longo período de 8 anos). Os grupos que compõe o INCT-IQ, são, segundo a página do instituto:

Grupo	Sigla	Instituição
Enlight	ENLIGHT	UFMG
Grupo de Caos Quântico e Informação Quântica	GCQIQ	CBPF
Grupo de Informação e Computação Quântica	GICQ3	UFU
Grupo de Informação Quântica	GIQ	UFABC
Grupo de Informação Quântica	GIQ2	UEPG
Grupo de Informação Quântica e Fenômenos Críticos	GIQFC	UFF
Grupo de Informação Quântica Teórica	GIQT	UFSCar/USP-São Carlos
Grupo de Matéria Condensada Teórica	GMCT	UFRJ
Grupo de Óptica Quântica e Informação Quântica	GOIQ	UFRJ
Grupo de Óptica e Informação Quântica	GOIQ2	UFF/UFF-Volta Redonda
Grupo de Óptica e Materiais	GOM	UFAL
Grupo de Óptica Quântica	GOQ	UNICAMP
Grupo Processamento da Informação Quântica por Ressonância Magnética Nuclear	GPIQRMN	CBPF; USP/São Carlos; UFES
Grupo Teoria da Codificação Quântica	GTCQ	UNICAMP
Laboratório de Colisões Atômicas e Moleculares	LACAM	UFRJ
Laboratório de átomos Frios	LAF	UFRJ
Laboratório de Tecnologia da Informação Quântica	LATIQ	UFC
Laboratório de Comunicações Quânticas	LCQ	PUC-RIO
Laboratório de Interações Atômicas	LIA	USP/São Carlos
Laboratório de Informação Quântica com Sistemas Atômicos	LIQA	UFPE
Laboratório de Manipulação Coerente de Átomos e Luz	LMCAL	USP
Laboratório de Óptica Quântica	LOQ	UFRJ
Grupo de Teoria	T1	UNICAMP
Grupo de Teoria	T2	USP

Outro fato importante para se ressaltar, é que o Brasil não conta atualmente com nenhuma grande empresa ou mesmo startups fazendo investimentos na área da computação quântica, desenvolvendo soluções ou investindo em pesquisas. Esse cenário vazio é diametralmente diferente do que existe no Canadá, EUA, Ásia (China, Japão, Coréia do Sul), na Europa e Austrália, com diversas grandes empresas e startups investindo na área, fato que pode ser visto na nossa série de posts das Startups de computação quântica e das Corporações Quânticas, aonde podemos ver grupos de grandes empresas e startups investindo milhões de dólares na área e contratando alguns dos melhores cientistas do mundo para desenvolver a computação quântica.

Todo ano ocorre um evento em Paraty, no estado do Rio de Janeiro, sobre computação quântica, aonde os maiores nomes da área se encontram, o Paraty Quantum Information disponível neste link. Este é o panorama brasileiro hoje, para a computação quântica. Para que a área realmente cresça, muitos investimentos deverão ser feitos, ao custo do Brasil perder esta onda histórica que irá afetar o mundo muito fortemente em breve.

Qubit: Medindo Sua Amplitude

Finalizamos o post Qubit: O Bit do Lado Quântico da Força com uma dúvida: como a amplitude do Qubit seria alterada?

Amplitude do Qubit

Ao medirmos o Qubit, obtemos o resultado |0> ou |1>, onde |α|² + |β|² = 1. Tendo α = a + ıb e β = c + ıd, com a, b, c e d pertencente aos reais, substituindo na equação de vetor de estados temos:

|α|² + |β|² = 1 => a² + b² + c² + d² = 1

Como as amplitudes α e β são números complexos, pode-se representá-la através de coordenadas polares da seguinte forma:

Onde, 0 ≤ Arg(z) ≤ 2π e considerando as operações entre ângulos como módulo de 2π, podemos reescrever a fórmula|ψ> = α|0> + β|1> da seguinte maneira:

Ao definirmos ξ como cos(ξ) = |α| e sen (ξ) = |β|, sendo 0 ≤ ξ ≤ π/2, e θ = 2ξ, com θ ∈ [0,π], iremos substituir essas variáveis na equação anterior e assim obteremos a forma polar do Qubit:

onde:
γ = Arg(α)
φ = Arg(β) – Arg(α)
θ = 2 arccos(|α|) = 2 arcsen(|β|)