A mecânica quântica é fundamental para que os computadores sejam capazes de processar informações de forma mais eficiente. Além disso, ela prevê novos e complexos fenômenos físicos, químicos e biológicos até hoje inacessíveis por meio de computadores convencionais. Pensando na importância dessa tecnologia, o prof. Thiago Guerreiro, do Departamento de Física do Centro Técnico Científico da PUC-Rio (CTC/PUC-Rio), desenvolveu o artigo “Molecular machines for quantum error correction”, um dos primeiros textos brasileiros a ser publicado no jornal científico PRX Quantum. Nele, o professor sugere a construção de um robozinho automático capaz de monitorar e corrigir erros quânticos de maneira automática, uma tarefa essencial para a construção de um computador quântico. Desta forma, será possível preservar o emaranhamento quântico, propriedade fundamental para o bom funcionamento de um computador quântico.
Com potencial para ser aplicado em diversas áreas fundamentais para a humanidade, esse tipo de computador pode resolver problemas de otimização de maneira efetiva e ágil. Nas empresas aéreas, ele pode ser utilizado para identificar a melhor estratégia para uma frota de aviões. Já na área da biologia, inspirados em estudos sobre a produção de RNA a partir do DNA humano pelo motor molecular RNA polimerase, o professor propõe a criação de um pequeno robô, uma máquina molecular quântica, para corrigir eventuais erros no computador quântico de forma autônoma.
O computador quântico, inclusive, é capaz de estudar propriedades de moléculas para produzir novos fármacos e fazer simulações de sistemas bioquímicos complexos. Membro da Rede Rio Quântica, uma das primeiras iniciativas brasileiras para desenvolver tecnologias quânticas, Guerreiro explica que os computadores comuns utilizam bits de informação, enquanto que os computadores quânticos são formados por Qubits, os bits quânticos.
Por ser frágil e facilmente perturbado pela influência externa do ambiente, o estado dos Qubits pode ser alterado quando qualquer sistema físico interage e “vaza” suas informações para o meio ambiente. Ao ser observado, a propriedade de emaranhamento se destrói devido a essa vulnerabilidade do estado. Logo, são necessários muitos estados de emaranhamento para a computação quântica funcionar. “Os melhores computadores quânticos estão nos laboratórios da International Business Machines Corporation (IBM) e do Google. Contudo, eles são máquinas restritas devido à interação com o ambiente, que destrói o emaranhamento deles”, ressalta Guerreiro.
A partir da correção de erros, portanto, haverá uma garantia de que a preservação do emaranhamento adquirido permaneça ileso e não sofra nenhuma influência externa. Afinal, as propriedades desse computador têm que ser frequentemente observadas, mas, é preciso eliminar qualquer perturbação capaz de atingir o sistema.