Do Waze ao Corinthians: como computador quântico ataca problema intratável

(Toda semana, Diogo Cortiz e Helton Simões Gomes conversam sobre tecnologia no podcast Deu Tilt. O programa vai ao ar às terças-feiras no YouTube do UOL, no Spotify, no Deezer e no Apple Podcasts. Nesta semana, o assunto é: Lento e não roda IA, mas craque em 'problemas intratáveis'; Dinheiro e navio: o computador quântico em ação; Pensamento quântico existe?)

Ainda que seja mais lento, menos potente e não possa ainda rodar algoritmos complexos como os de inteligência artificial, o computador quântico é a aposta de muitos especialistas para a resolução de tarefas para lá de complexas. E, na verdade, essas supermáquinas são craques em solucionar um tipo de questão para lá de específica. São os chamados problemas intratáveis.

Como o computador quântico consegue enxergar esses vários resultados ao mesmo tempo, problemas que são combinatoriais eu vou conseguir resolver de uma maneira mais fácil. A promessa é que ele vai conseguir resolver problemas que na computação chamamos de intratáveis
Ana Paula Appel, embaixadora da IBM para computação quântica

No novo episódio de Deu Tilt, o podcast do UOL para os humanos por trás das máquinas, Helton Simões Gomes e Diogo Cortiz recebem Ana Paula Appel. A também engenheira de IA da IBM explica como os poderes dessas supermáquinas podem encontrar as melhores rotas no Waze ou... decifrar se o Corinthians se livra ou não do rebaixamento no Campeonato Brasileiro.

Appel lembra que os computadores quânticos são um sonho que nasceu com o físico Richard Feynman (1919-1988). Ele detectou que a natureza não era binária, diferentemente da forma como os computadores tradicionais processam dados. Essa peculiaridade o impedia de realizar determinadas projeções a respeito de alguns fenômenos.

Com isso em mente, muita gente colocou a mão na massa para construir computadores que funcionassem com as premissas da física quântica, como a sobreposição.

Mas qual a diferença da computação convencional?

De modo geral, exemplifica Appel, usar código binário faz com que computadores tradicionais trabalhem como uma lâmpada, que possui apenas dois estados: aceso e apagado. Já na computação quântica, é como se fosse possível que a máquina operasse em qualquer estágio entre a luz acesa e completamente apagada. Ou seja, pudesse assumir qualquer graduação da luminosidade, da mais intensa à mais fraca.

Outro exemplo é um jogo de cara e coroa. Na computação clássica, o resultado é binário: cara ou coroa. Na quântica, o resultado é porcentagem de cara e um porcentagem de coroa.

Não é bem assim, mas é como se eu tivesse em dois lugares ao mesmo tempo. Na computação quântica, é como se você conseguisse enxergar a moeda rotacionando. Ela está em cara e coroa ao mesmo tempo. É como se eu conseguisse enxergar esses estados ao mesmo tempo
Ana Paula Appel

Só que, ainda assim, ele não é mais competente do que os computadores clássicos em alguns aspectos.

O computador quântico não é mais rápido. Pelo contrário, ele é mais lento em termos de clock [medida da velocidade para comparar CPUs]. Atualmente, ele não é mais potente que os computadores clássicos --ninguém vai rodar ainda um LLM ou IA generativa com ele
Ana Paula Appel

Mas, usando algumas propriedades como a sobreposição, as máquinas quânticas podem resolver problemas que exijam percorrer testar várias hipóteses simultaneamente até identificar qual é a mais adequada.

A promessa é que ele vai resolver problemas que hoje na computação a gente chama de 'intratáveis' ou que a gente não consegue resolver num tempo polinomial
Ana Paula Appel

Ficou difícil? Polinômio é aquela equação de x elevado a alguma coisa, explica Appel. "Quando esse 'alguma coisa' cresce muito, fica difícil para o computador resolver."

Estamos falando de atividades cotidianas como as desempenhadas pela logística ao traçar rotas. "O Waze funciona? Funciona, mas a gente tem que dar algumas dicas para o computador resolver esses problemas. É o que a gente chama de heurística."

O termo usado por Appel diz respeito a uma técnica bastante usada na ciência da computação para encontrar soluções aproximadas quando a tarefa é tão complicada que se levaria muito tempo para ser concretizada com exatidão.

"Para um portfólio [financeiro], por exemplo, eu não consigo computar todas as possibilidades. A ideia é que, como o computador quântico consegue enxergar esses vários estados ao mesmo tempo, os problemas combinatoriais podem ser resolvidos de uma maneira mais fácil", comenta ela.

Análise de combinatória? Combinação de resultado? Tudo a ver com futebol.

Vai dar para resolver as chances para o Corinthians não ser rebaixado
Helton Simões Gomes

Será que tem solução?
Ana Paula Appel

Eu já sai dessa conversa mais triste
Helton Simões Gomes

Waze, dinheiro e navio: o computador quântico em ação

Ainda que seja encarado como artefato para pesquisa, o computador quântico já é usado em áreas importantes no Brasil e no mundo. Isso inclui as baterias de carros elétricos, as rotas de navio e a distribuição de dinheiro para caixas eletrônicos e agências bancárias.

Pensamento quântico existe?

Ter um computador quântico em casa é um sonho difícil de realizar no momento, mas dá para acessar um à distância. Só é preciso aprender a pensar de forma diferente. Já há certificações para especialistas nas máquinas, mas isso não quer dizer que estamos diante do início da era dos desenvolvedores quânticos. O mesmo não se pode dizer sobre os coaches quânticos e as terapias quânticas. "É balela", classifica Ana Paula Appel.

DEU TILT

Toda semana, Diogo Cortiz e Helton Simões Gomes conversam sobre as tecnologias que movimentam os humanos por trás das máquinas. O programa é publicado às terças-feiras no YouTube do UOL e nas plataformas de áudio. Assista ao episódio da semana completo às 15h.