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Computador quântico bate recorde de fatoração

Computador quântico bate recorde de fatoração
Na técnica de estado líquido, uma piscina quântica dá a resposta ao cálculo ao tentar se ajustar ao seu menor estado possível de energia. [Imagem: Xu et al./PRL]

Fatoração quântica

Cientistas chineses afirmam ter batido o recorde de computação quântica, calculando os fatores primos do número 143 - o recorde anterior era o número 21.

Os computadores atuais não são nada bons em fatoração numérica, o que tem permitido a elaboração de esquemas de segurança - a chamada criptografia - baseados justamente na dificuldade em fazer essa fatoração.

Ou seja, o eventual desenvolvimento dos computadores quânticos colocará em xeque os atuais esquemas de segurança, exigindo o desenvolvimento de técnicas igualmente quânticas de criptografia.

O número 143 parece pequeno demais para ameaçar qualquer esquema de segurança. E é de fato.

Mas o que tira um pouco o entusiasmo em relação ao feito, anunciado por Jiangfeng Du, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Heifei, é a técnica de processamento quântico utilizada.

Computação adiabática em fase líquida

A equipe usou um processo chamado computação adiabática, o mesmo usado em 2006 por Ralf Schutzhold e Gernot Schaller, da Universidade Técnica de Dresden, na Alemanha, para fator o número 21.

Ao contrário das técnicas mais pesquisadas de computação quântica, baseadas em condensados de Bose-Einstein e, mais recentemente, em dispositivos de estado sólido, incluindo semicondutores e diamante, esse processo foi adotado em um experimento que se dá em fase líquida.

Há muitas dúvidas se o processo de estado líquido pode ser ampliado para números grandes o suficiente para que a técnica tenha algum efeito prático.

Os qubits dessa "piscina quântica" são os spins de núcleos de hidrogênio em moléculas de um cristal líquido (1-bromo-2-clorobenzeno).

Cada spin é um pequeno magneto, que pode ser manipulado usando disparos de ondas de rádio, em uma técnica similar à ressonância magnética.

Processamento coletivo

Em vez dos componentes individuais, tanto dos computadores clássicos, quanto das técnicas mais comuns de computadores quânticos, na computação adiabática a piscina de qubits é controlada para que responda às entradas do processamento de forma coletiva.

A piscina quântica está sempre buscando o nível mais baixo de energia. O truque é ajustar o sistema para que seu estado de mais baixa energia dê a resposta.

É mais ou menos como mexer com uma bola, fazendo-a correr sobre um pano esticado, para que ela atinja a posição correta - somente o algoritmo quântico correto permite que uma piscina quântica resolva um determinado problema.

O inconveniente também é óbvio: cada problema exigirá um "hardware" diferente.

A forma de cálculo mais utilizada nos experimentos com processadores quânticos é o chamado algoritmo de Shor.

Bibliografia:

Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling Nuclear Magnetic Resonance System
Nanyang Xu, Jing Zhu, Dawei Lu, Xianyi Zhou, Xinhua Peng, Jiangfeng Du
Physical Review Letters
Vol.: 108, 130501
DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.130501




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