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Computação Quântica

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by

Marco Ramos

on 18 November 2013

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Transcript of Computação Quântica

Marco Moura
Wadson Luis
Marco Moura
Wadson Luis
Embasamento teórico

História
Comparação de Valores Quânticos
Registradores Quânticos
Bits Quânticos
Circuitos Quânticos
Algoritmos Quânticos
Computador Quântico



Como tudo começou!
A computação quântica surgiu no início da Década de 1980 em resposta às previsões de esgotamento da atual tecnologia da computação até 2020, segundo às leis de Moore.
Ela traz consigo ideias da teoria clássica da informação, da ciência da computação e da física quântica, e tem atraído pesquisadores por causa da sua potencialidade no uso do paralelismo quântico como ferramenta para resolver problemas matemáticos mais eficientemente
Computação Quântica
Significado dos termos



Computador


Computador é uma máquina capaz de variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados
Quântica
Normalmente esta ligada "À física quântica."
A palavra em si refere-se a "quantum", que é a noção de uma energia (ou uma grandeza qualquer) não é infinitamente divisível, mas que é composta de unidades básicas (como por exemplo a matéria é composta por átomos.)

Mas afinal, o que e a lei de Moore?


Até meados de 1965 não havia nenhuma previsão real sobre o futuro do hardware, quando o então presidente da Intel, Gordon E. Moore fez sua profecia, na qual o número de transistores dos chips teria um aumento de 100%, pelo mesmo custo, a cada período de 18 meses.
Comparação de valores
O processador quântico, formado por 439 qubits de bobinas de nióbio, foi 3.600 vezes mais rápido do que o PC comum na execução de cálculos envolvendo um problema de otimização combinatória - minimizar a solução de uma equação escolhendo os valores de determinadas variáveis.
O D-Wave encontrou a melhor solução em cerca de meio segundo, enquanto o melhor desempenho do computador clássico rodou por meia hora para chegar ao mesmo resultado.

BIT ‘S X QUBIT ‘S Vamos entender melhor !
2 qubits = 4 bits
3 qubits = 8 bits = 1 byte
4 qubits = 16 bits
5 qubits = 32 bits
6 qubits = 64 bits
7 qubits = 128 bits
8 qubits = 256 bits
9 qubits = 512 bits
10 qubits = 1.024 bits = 1 Quilo
20 qubits = 1.048.576 bits = 1 Mega
30 qubits = 1.073.741.824 bits = 1 Giga
40 qubits = 1.099.511.627.776 bits = 1 Tera

439 qubits alguém quer arriscar?
Registradores Quânticos
Um número de qubits entrelaçados tomados juntos forma um registrador quântico. Computadores quânticos realizam cálculos através da manipulação dos qubits dentro de um registrador.

A final o que são os bits Quânticos?
Bit clássico

Um bit é à base da informação
computacional. Independente
de suas representações físicas,
ele sempre é lido como 0 ou 1.

Bit Quântico ou qubit

Num computador quântico, cada
partícula capaz de processar dados, seja um átomo, um elétron, um próton um íon, ou o que vier a ser usado, é chamado de qubit. Cada qubit possui três estados, ao contrário de um transístor, que possui apenas dois estados (ligado ou desligado).
Como já ouvimos falar que uma imagem mostra mais que mil palavras!
Então, vamos economizar!

Circuitos Quânticos.
A computação quântica, assim como a clássica, manipula sua informação através de portas lógicas. Algumas diferenças existem, no modelo quântico (e são elas que dão maior poder computacional para os algoritmos quânticos).
Algoritmos Quânticos
Um algoritmo nada mais é do que uma receita que mostra passo a passo os procedimentos necessários para a resolução de uma tarefa.
Em termos mais técnicos, um algoritmo é uma sequência lógica, finita e definida de instruções que devem ser seguidas para resolver um problema ou executar uma tarefa.

Algoritmo de Grove
Além da criptografia quântica, existem aplicações da computação quântica ao problema da busca em bancos de dados. Um exemplo a este respeito é fornecido pelos programas de busca na Internet. O algoritmo de Grove nos proporciona um método quântico de acelerar o processo de procura em bancos de dados.

Algoritmo de Shor
Em 1994, Peter Shor descreveu um algoritmo quântico que resolve o problema da fatoração em primos em tempo polinomial. Esse algoritmo foi batizado como "Algoritmo de Shor" e é o mais importante resultado obtido até agora na computação quântica. O resultado de Shor foi o principal motivo que alavancou o interesse do estudo da computação quântica ao redor do mundo.

Computador Quântico

Memória

Físicos armazenam informações por 112 segundos no núcleo de um átomo, o que pode se tornar a menor memoria de computador do mundo.
Se 112 segundos parece pouco, lembra-se que as memórias dos computadores atuais guardam dados por apenas alguns milissegundos.

HD

Cientistas desenvolveram uma nova forma de manipular átomos no interior de cristais de um diamante, de forma que eles armazenam informações o suficiente para funcionar como memórias Quânticas.
Uma pequena lasca de diamante e capaz de armazenar quantidades de arquivos muito grandes, cerca de 80 Tera. Outra grande vantagem e a taxa de transferência que pode ser feita em milésimos de segundo destes 80 teras.

Processador


Processadores Quânticos seria extremamente útil tanto para pesquisas científicas, onde naturalmente estes ultra computadores iriam debutar, quanto para aplicações comerciais de realidade virtual e inteligência artificial, que sem dúvida serão as modas deste século. Os jogos poderiam ser suficientemente reais para conter vários personagens que realmente interagissem com o jogador, conversando (ou sabe-se lá o que mais, e agindo de acordo com as ações do jogador, como num RPG quase real. Um computador quântico sozinho poderia controlar em tempo real centenas destes personagens.
O celebro Humano faz 100 trilhões de cálculos por segundo. Até 2050 seu computador terá o potencial de processar a 9 Bilhões de cérebro.

REDE


A transmissão de dados poderia alcançar velocidades da ordem de vários Terabytes (ou Petabytes) por segundo usando fibras ópticas de alta densidade e roteadores quânticos, capazes de lidar com esta quantidade de informação. Seria o suficiente para a Internet transformar-se num mundo virtual, onde as pessoas possam encarnar avatars e se relacionar com voz, gestos e até toque, como no mundo real. Seria uma evolução dos chats atuais.

Tele transporte seria possível?
Ainda não, cientistas chineses conseguiram enviar um sinal a uma distância de 97 quilômetros sobre o lago Qinghai, e a céu aberto. Por algum motivo, o envio só funcionou durante a noite, mas os resultados alcançaram distâncias maiores do que as obtidas em experimentos anteriores e podem permitir a transmissão entre a Terra e os satélites que se encontram em órbita, ainda que seja apenas durante a noite.
Outro grupo de cientistas conseguiram tele-transportar átomos em uma distância significativa de um país ao outro, porém ainda não é possível o tele-transporte de matéria mas fizeram uma clonagem de forma que se uma pessoa ergue um braço de um lado a outra repete o movimento e vice-versa.

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Duvidas ?
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