Quântica

Introdução à computação quântica

Um computador quântico é um dispositivo que executa cálculos usando propriedades da mecânica quântica. Essas propriedades possibilitam alto grau de paralelismo computacional, permitindo que algoritmos com ordem exponencial de operações em computadores tradicionais sejam executados em tempo polinomial por computadores quânticos. Uma das implicações mais revolucionárias desse fato é a possibilidade de quebra de qualquer algoritmo de criptografia. Tais dispositivos já foram construídos, mas operaram com uma quantidade muito pequena de dados. O intuito deste trabalho é oferecer uma introdução à computação quântica.
1 O computador tradicional O computador de hoje é baseado no modelo descrito minuciosamente pela primeira vez por von Neumann, baseado na máquina de Turing. Trata-se de uma máquina de cálculos e uma memória que armazena tanto instruções a serem executadas - o programa - quanto a entrada para esse conjunto de instruções. O nível mais baixo da representação interna dos dados é dado por bits: variáveis cujo domínio se restringe ao conjunto 0, 1. A representação desses bits e as operações sobre eles foram concretizadas através de válvulas e evoluídas para transistores e circuitos integrados, o que fez com que o computador aumentasse sua capacidade de forma exponencial ao longo do tempo, seguindo a lei de Moore [2]. O desafio até então era aumentar a capacidade diminuindo o tamanho físico da máquina. Encontramos, nos dias de hoje, uma limitação diferente: a dissipação de calor. Apesar de tanta evolução, o modelo do computador continua o mesmo. Isso significa que a maneira de programar não mudou, assim como a gama de questões que o computador pode responder. Paralelamente à evolução da computação, estudava-se a possibilidade de usar a mecânica quântica para aumentar a capacidade dos computadores. David Deutsche mostrou que seria impossível modelar um computador quântico através de uma máquina de Turing, pois esta