Vivemos numa era de avanços tecnológicos sem precedentes. Os computadores tornaram-se parte essencial da nossa vida, desde as tarefas mais simples até às mais complexas. No entanto, uma nova tecnologia começa a surgir com potencial para transformar radicalmente tudo o que sabemos sobre computação: os computadores quânticos.
Mas o que são exatamente estes dispositivos enigmáticos? Como funcionam? E por que motivo, cientistas, universidades e empresas gigantes como a IBM e a Google estão a investir tantos recursos nesta área?
Ao contrário dos computadores clássicos, que operam com base em bits (0 ou 1), os computadores quânticos utilizam qubits, que podem estar em múltiplos estados ao mesmo tempo graças às propriedades da física quântica. Isso abre caminho para resolver problemas que seriam impossíveis — ou levariam milhões de anos — para os computadores tradicionais.
Neste artigo, vamos explorar o fascinante mundo da computação quântica, explicar os seus conceitos-chave de forma simples, e mostrar como esta tecnologia poderá mudar o futuro da humanidade. Seja bem-vindo a esta viagem pelo universo dos computadores quânticos!
O Que é a Computação Quântica?
A computação quântica é um ramo da ciência que une a informática à física quântica, a teoria que descreve o comportamento das partículas subatómicas, como eletrões e fotões. Ao contrário da computação clássica, que se baseia em bits com valores de 0 ou 1, a computação quântica utiliza unidades chamadas qubits (ou bits quânticos).
Qubits: O coração da computação quântica
Os qubits têm uma característica única: podem estar num estado de 0, 1 ou ambos ao mesmo tempo. Este fenómeno é conhecido como superposição quântica. Além disso, os qubits podem ser entrelaçados — um conceito chamado entrelaçamento quântico — o que significa que o estado de um qubit está diretamente ligado ao estado de outro, mesmo que estejam separados por grandes distâncias.
Estas propriedades conferem aos computadores quânticos uma capacidade de processamento muito superior. Em vez de testar uma possibilidade de cada vez, como faz um computador clássico, um computador quântico pode explorar múltiplas soluções simultaneamente.
Uma nova forma de pensar a computação
A computação quântica não se limita a ser “mais rápida”. Ela representa uma mudança radical no modo como processamos a informação. É especialmente poderosa em áreas como:
- simulação de sistemas químicos e biológicos complexos;
- criptografia;
- inteligência artificial;
- otimização de grandes sistemas.
Apesar de ainda estarmos nas fases iniciais desta tecnologia, o seu potencial é tão grande que muitos especialistas acreditam que a computação quântica será um dos pilares da próxima revolução tecnológica.
Como Funcionam os Computadores Quânticos?
Para entender como funcionam os computadores quânticos, é preciso deixar de lado a lógica tradicional da informática e mergulhar na estranheza e complexidade do mundo quântico. Em vez de realizar cálculos com base em bits clássicos (0 ou 1), os computadores quânticos utilizam qubits, que aproveitam as propriedades da física quântica para processar informações de forma radicalmente diferente.
Superposição e entrelaçamento: as bases da magia quântica
- Superposição quântica: enquanto um bit clássico pode representar apenas 0 ou 1, um qubit pode representar ambos ao mesmo tempo. Isto permite que o computador quântico execute múltiplos cálculos em simultâneo.
- Entrelaçamento quântico: quando dois qubits estão entrelaçados, o estado de um afeta automaticamente o outro, independentemente da distância entre eles. Isso permite uma coordenação e comunicação entre qubits que não existe em sistemas clássicos.
Arquitetura dos computadores quânticos
Os computadores quânticos exigem condições muito específicas para funcionar:
- Temperaturas extremamente frias, próximas do zero absoluto.
- Isolamento contra ruído e vibrações externas.
- Sistemas de correção de erros quânticos (os qubits são extremamente sensíveis).
Existem várias abordagens tecnológicas sendo exploradas, como:
- Qubits supercondutores (usados pela IBM e Google),
- Átomos aprisionados,
- Íons controlados por lasers,
- e até fotões em sistemas ópticos.
Cada método tem vantagens e desafios, e a corrida ainda está aberta para descobrir qual será o padrão dominante no futuro.
Algoritmos quânticos: outra forma de resolver problemas
Com esta arquitetura, é possível executar algoritmos quânticos que aproveitam as propriedades quânticas para resolver problemas mais rapidamente que qualquer computador clássico. Dois dos algoritmos mais famosos são:
- Algoritmo de Shor: pode quebrar sistemas de criptografia baseados em factoração de números grandes.
- Algoritmo de Grover: acelera a busca em bases de dados não ordenadas.
Principais Empresas e Projetos em Computação Quântica
Embora os computadores quânticos ainda estejam numa fase experimental, várias empresas e instituições estão a investir fortemente para tornar essa tecnologia realidade. Aqui estão algumas das mais influentes:
IBM Quantum
A IBM é uma das líderes no desenvolvimento de computadores quânticos. O seu projeto IBM Quantum oferece acesso a computadores quânticos reais através da nuvem, permitindo que investigadores, estudantes e empresas experimentem com algoritmos quânticos.
A empresa lançou também o Qiskit, um kit de desenvolvimento open source para programação quântica, promovendo a democratização da computação quântica.
Google e o Sycamore
- D-Wave: foca-se em computadores quânticos baseados em “quantum annealing”, mais voltados para problemas de otimização.
- Microsoft: investe numa abordagem chamada qubits topológicos, que promete maior estabilidade.
- Intel, Rigetti, Honeywell e várias startups também estão a desenvolver as suas próprias tecnologias quânticas.
Colaborações internacionais
Projetos colaborativos entre empresas, universidades e governos têm sido essenciais. A União Europeia, os EUA e a China estão a competir em força nesta corrida, investindo milhares de milhões em investigação e inovação tecnológica.
Avanço Recente: Microsoft Apresenta Chip Revolucionário para Computadores Quânticos
Em fevereiro de 2025, a Microsoft deu um passo significativo rumo ao futuro da computação ao apresentar um chip quântico inovador, baseado em qubits topológicos. Esta nova tecnologia promete resolver um dos maiores desafios dos computadores quânticos: a instabilidade e os erros de leitura que dificultam o seu uso em larga escala.
Segundo a empresa, este chip — que utiliza partículas conhecidas como quasipartículas de Majorana — poderá acelerar o desenvolvimento de computadores quânticos robustos e funcionais, aproximando-nos de aplicações práticas em áreas como criptografia, inteligência artificial, modelação climática, saúde e finanças.
A notícia reforça a ideia de que os computadores quânticos deixaram de ser uma teoria distante para se tornarem uma realidade cada vez mais próxima. Com empresas tecnológicas como a Microsoft, a IBM e a Google a investirem fortemente nesta corrida, o mundo pode estar prestes a assistir a uma nova revolução digital — tão transformadora quanto a chegada dos computadores clássicos.
Aplicações Reais e Potenciais dos Computadores Quânticos
A computação quântica não é apenas uma curiosidade científica — ela promete transformar setores inteiros da sociedade. Mesmo que ainda não estejamos a usar computadores quânticos no dia a dia, as suas futuras aplicações já começam a ganhar forma:
Criptografia e segurança da informação
Os computadores quânticos podem simular o comportamento de moléculas complexas com uma precisão que os computadores clássicos não conseguem. Isso pode acelerar:
- a descoberta de novos medicamentos,
- o design de materiais mais eficientes,
- e até a produção de fertilizantes de forma mais sustentável.
Química e medicina
Os computadores quânticos podem simular o comportamento de moléculas complexas com uma precisão que os computadores clássicos não conseguem. Isso pode acelerar:
- a descoberta de novos medicamentos,
- o design de materiais mais eficientes,
- e até a produção de fertilizantes de forma mais sustentável.
- na engenharia genética permitirá rápidas sequenciações de genomas.
Finanças e otimização
Na área financeira, poderão ser usados para resolver problemas complexos de otimização de carteiras de investimento, mecanismos de previsão nos mercados financeiros e gestão de risco.
Logística e transportes
Grandes empresas de logística, como a DHL e a Volkswagen, já testam algoritmos quânticos para otimizar rotas e fluxos de transporte urbano, economizando recursos e tempo.
Inteligência artificial
A combinação entre inteligência artificial e computação quântica promete acelerar o treino de modelos, melhorar a análise de dados e criar sistemas de aprendizagem ainda mais avançados.
Vantagens e Desafios da Computação Quântica
A computação quântica oferece promessas extraordinárias, mas também enfrenta desafios gigantescos. Estamos perante uma tecnologia com enorme potencial transformador, mas que ainda precisa de vencer muitos obstáculos antes de se tornar amplamente utilizável
✅ Vantagens da computação quântica
- Velocidade e capacidade de processamento
- Os computadores quânticos podem executar certos cálculos exponencialmente mais rápidos que os computadores clássicos.
- Tarefas como simulações moleculares, resolução de equações complexas ou pesquisas em grandes bases de dados podem ser feitas em segundos ou minutos.
- Soluções para problemas impossíveis
- Problemas de otimização, logística, análise de grandes dados e quebra de criptografia tornam-se possíveis com a computação quântica.
- Pode resolver em minutos aquilo que levaria milhares de anos a um supercomputador clássico.
- Transformação em áreas estratégicas
- Saúde, energia, agricultura, segurança cibernética e até exploração espacial podem beneficiar de avanços trazidos pelos computadores quânticos.
⚠️ Desafios da computação quântica
- Estabilidade dos qubits
- Os qubits são extremamente sensíveis a interferências externas (ruído quântico).
- Pequenas vibrações, campos magnéticos ou variações de temperatura podem causar erros nos cálculos.
- Escalabilidade
- Atualmente, os computadores quânticos têm poucos qubits (normalmente dezenas a algumas centenas).
- Para aplicações mais poderosas, serão necessários milhares ou milhões de qubits estáveis.
- Temperaturas extremas
- Muitos computadores quânticos precisam de operar a temperaturas próximas do zero absoluto (-273 ºC).
- Isso requer equipamentos sofisticados e caros, dificultando a massificação da tecnologia.
- Correção de erros
- Os sistemas atuais necessitam de mecanismos complexos de correção de erros quânticos, que ainda estão em desenvolvimento.
- Formação e acessibilidade
- É necessária formação especializada para trabalhar com algoritmos quânticos.
- A computação quântica ainda é restrita a grandes centros de investigação e empresas de alta tecnologia.
Apesar dos desafios, o progresso é constante e promissor. Várias equipas ao redor do mundo estão a trabalhar intensamente para tornar esta tecnologia mais robusta, acessível e prática.
O Futuro da Computação Quântica
Estamos apenas no início da era quântica, mas os sinais do que está por vir são impressionantes. O futuro da computação quântica pode moldar profundamente a forma como vivemos, trabalhamos e nos relacionamos com a tecnologia.
Previsões para os próximos anos
- Aumento do número de qubits: Empresas como IBM e Google já projetam sistemas com milhares de qubits para a próxima década.
- Computadores quânticos híbridos: A integração entre sistemas quânticos e clássicos vai tornar-se mais comum, criando plataformas híbridas que aproveitam o melhor dos dois mundos.
- Serviços quânticos na nuvem: O acesso a computadores quânticos através da internet (como já acontece com a IBM Quantum) vai tornar-se mais acessível a universidades, startups e até escolas.
Formação e novos talentos
- O número de cursos e programas académicos sobre computação quântica está a crescer, preparando uma nova geração de cientistas e engenheiros.
- Programadores e engenheiros já podem aprender a programar com linguagens como Qiskit (IBM) ou Cirq (Google).
Impacto social e económico
- Esta tecnologia poderá redefinir indústrias inteiras, desde a energia à mobilidade, passando por finanças, cibersegurança, ciência de materiais e muito mais.
- Os países e empresas que dominarem esta tecnologia terão uma vantagem estratégica significativa no cenário global.
Ética e regulação
- Com tanto poder, surgem também preocupações éticas e de segurança.
- Quem controla os computadores quânticos? Como evitar abusos, como por exemplo na violação da privacidade através da quebra de criptografia?
- Governos e instituições internacionais já começam a discutir regulações e limites éticos para garantir o uso responsável da tecnologia.
Computação Quântica em Portugal: O Projeto do Instituto Superior Técnico
Embora os computadores quânticos ainda pareçam algo distante para muitas pessoas, a verdade é que Portugal também está a investir ativamente nesta área de fronteira, através de projetos académicos e científicos de alto nível. O Instituto Superior Técnico (IST), uma das instituições de ensino superior mais prestigiadas do país, tem desempenhado um papel central nesse desenvolvimento.
Investigação avançada no Técnico
O IST acolhe vários investigadores e grupos dedicados à física quântica, teoria da informação quântica e computação quântica. Entre eles, destaca-se o trabalho do grupo ligado ao Instituto de Telecomunicações (IT) e ao Departamento de Física, que desenvolvem projetos interdisciplinares com aplicações diretas na computação quântica.
Algumas linhas de investigação incluem:
- Desenvolvimento de algoritmos quânticos para otimização e simulação.
- Estudo da tecnologia dos qubits e arquiteturas viáveis para computadores quânticos.
- Correção de erros quânticos e estabilidade de sistemas quânticos.
- Comunicação quântica e criptografia quântica, com potencial aplicação em segurança de redes.
Colaboração internacional
O IST participa em consórcios europeus e internacionais, como o Quantum Flagship da União Europeia, e colabora com instituições de renome mundial, como a University of Oxford, o MIT, e o CERN.
Estes projetos não só colocam Portugal no mapa da computação quântica, como também ajudam a formar uma nova geração de cientistas e engenheiros altamente qualificados.
Formação e futuro
O Técnico tem investido na formação em computação quântica, oferecendo disciplinas específicas em cursos de física, engenharia física e matemática aplicada. Além disso, promove workshops, conferências e escolas de verão dedicadas à tecnologia quântica, abrindo portas para estudantes portugueses participarem ativamente nesta revolução tecnológica.
Um pequeno país com visão de futuro
Apesar da sua dimensão, Portugal tem mostrado capacidade de acompanhar as grandes tendências tecnológicas globais. O projeto do IST é um exemplo claro de como a inovação, o conhecimento e a ciência podem colocar o país na vanguarda da transformação digital.
Com o apoio continuado a iniciativas como esta, Portugal poderá não só beneficiar dos avanços da computação quântica, mas também contribuir para os mesmos — mostrando que o futuro não está reservado apenas às grandes potências, mas também a quem ousa investir na ciência.
📜 Citação Histórica Inspiradora
“Se consegues compreender a física quântica sem te sentires perturbado, então não compreendeste nada.”
Esta citação de Niels Bohr, um dos grandes nomes da ciência do século XX, lembra-nos que estamos a lidar com uma área do conhecimento que desafia a intuição, mas que abre portas para possibilidades inimagináveis. Os computadores quânticos são um reflexo direto dessa revolução — complexa, misteriosa, mas com um potencial tremendo.
Conclusão sobre os Computadores Quânticos
A computação quântica representa uma das maiores promessas tecnológicas da nossa era. Embora ainda esteja em desenvolvimento, o seu impacto futuro será profundo — das finanças à medicina, da inteligência artificial à segurança digital. Os computadores quânticos não são apenas máquinas mais rápidas; são ferramentas que operam com base em princípios totalmente diferentes, que nos obrigam a repensar o próprio conceito de “compreensão”.
Portugal, através de instituições como o Instituto Superior Técnico, já faz parte desta corrida global, mostrando que a inovação não tem fronteiras quando se aposta na ciência e no conhecimento.
No axometro.pt, acreditamos que compreender o mundo é o primeiro passo para transformá-lo. E, sem dúvida, a computação quântica fará parte desse processo. Se o futuro está a ser escrito agora, os computadores quânticos são uma das suas canetas mais poderosas.
Assista ao vídeo sobre Computadores Quânticos
📚 Principais Referências sobre Computadores Quânticos
✅ Instituto Superior Técnico – Departamento de Física e IT
✅ Michael A. Nielsen e Isaac L. Chuang – Quantum Computation
❓FAQs - Perguntas mais Frequentes sobre Computadores Quânticos
O que são computadores quânticos?
São dispositivos que utilizam as leis da física quântica para processar informação de forma diferente dos computadores clássicos, usando qubits em vez de bits.
Qual é a principal diferença entre um computador quântico e um clássico?
Os computadores clássicos usam bits (0 ou 1), enquanto os quânticos usam qubits, que podem estar em vários estados ao mesmo tempo (superposição) e estar entrelaçados (entrelaçamento).
Onde são usados os computadores quânticos atualmente?
Atualmente, são usados sobretudo em pesquisa científica, simulações moleculares, algoritmos experimentais e projetos de otimização. A maioria ainda está em fase de protótipo.
Os computadores quânticos vão substituir os computadores normais?
Não completamente. Provavelmente funcionarão em conjunto com sistemas clássicos, sendo usados para resolver problemas que os computadores convencionais não conseguem resolver eficientemente.
Portugal está envolvido no desenvolvimento da computação quântica?
Sim. O Instituto Superior Técnico, em Lisboa, desenvolve projetos avançados em computação quântica, colaborando com instituições internacionais e formando especialistas na área.
