Computação quântica e desenvolvimento de software
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O desafio da complexidade computacional vs bits clássicos
Para muitos de nós, que trabalham com desenvolvimento de software e veem problemas recorrentes e já familiares ressurgirem no nosso dia a dia sendo resolvidos com as mesmas ferramentas e frameworks conhecidos, pode ser difícil acreditar que os avanços recentes em tecnologias como inteligência artificial e até computação quântica vão moldar nossa vida e trabalho em um futuro próximo.
A verdade é que as mudanças já começaram. Para trabalhar com tecnologia no futuro vai ser necessário se adaptar e se preparar.
A Gartner, em seu relatório de principais tendências tecnológicas, previu que, até 2028, 75% de devs que trabalham com software empresarial vão usar assistentes de codificação de IA.
No panorama atual da tecnologia, apesar de não afetar todo mundo, muitas pessoas desenvolvedoras são constantemente confrontadas com problemas cada vez mais complexos que exigem um poder computacional significativo.
E apesar de muitos avanços na capacidade de processamento e na arquitetura de hardware, existem limitações que são inerentes à computação convencional baseada em bits “clássicos” que já conhecemos, mas que serão resolvidas graças àquela maravilha que chamamos de Ciência!
A promessa da computação quântica
Caso você seja fã da Marvel assim como eu, talvez tenha acompanhado as aventuras de Scott Lang e Nadia Van Dyne (Homem-formiga e a Vespa, respectivamente) pelo Reino Quântico.
Apesar de lindo, o Reino Quântico é cheio de mistérios e perigos, muito além do que podemos compreender.
Mas além do que os quadrinhos nos ensinaram (ou pelo menos, me ensinaram), o quântico não está tão longe da nossa realidade.
A computação quântica já é uma revolução no paradigma computacional, porque ela nos oferece a capacidade de processar informações de forma exponencialmente mais rápida do que os computadores clássicos (o problema dos bits que mencionei anteriormente).
Fenômenos como superposição e emaranhamento permitem que os computadores quânticos resolvam problemas que atualmente desafiam até mesmo os supercomputadores mais poderosos do mundo, como a fatoração de números primos grandes e a simulação de sistemas moleculares, que é usado no desenvolvimento de medicamentos.
A tecnologia por trás da inovação
Diferente dos sistemas que conhecemos, os computadores quânticos têm uma arquitetura distinta, que é composta por hardware e software especializados.
No nível do hardware, os qubits, unidades básicas de informação quântica, são manipulados e controlados para executar operações computacionais.
E o software quântico consiste em algoritmos e circuitos quânticos que definem as operações realizadas pelos qubits.
Se você quer saber mais sobre como computadores de computação quântica funcionam, sugiro que assista ao vídeo “Quantum Computers Animated” do canal Piled Higher and Deeper (PHD Comics).
https://www.youtube.com/watch?v=T2DXrs0OpHU
Aplicações práticas
A computação quântica tem o potencial de revolucionar uma ampla gama de setores. Na área de segurança, por exemplo, os algoritmos quânticos podem ser aplicados à criptografia para desenvolver métodos de comunicação ultrasseguros, imunes a ataques de quebra de chaves convencionais.
Isso teria aplicações significativas em áreas como comunicações governamentais, transações financeiras e proteção de dados confidenciais.
Além disso, na área financeira, os computadores quânticos podem ser usados, por exemplo, para detecção de fraudes de forma mais eficiente do que os métodos tradicionais.
Computação quântica atualmente
Estima-se que a computação quântica vai alcançar US$1,5 bilhões no mercado mundial em 2026, já cloud computing alcançou US$626,4 bilhões em 2023 e está estimada em chegar a US$1.266,4 bilhões até 2028, segundo dados da Gartner.
Talvez essa comparação não seja completamente justa, mas a computação quântica, apesar de movimentar muito investimento de empresas, como a IBM, e ser vista com algo que vai revolucionar diversos setores até o final desta década, ainda não é algo que exige uma ação imediata das altas lideranças das empresas no curto prazo.
Além disso, sua adoção em larga escala ainda levará tempo devido à necessidade de desenvolver habilidades de programação específicas e à maturação da tecnologia.
De qualquer forma, é importante que as empresas tenham em mente que vai ser fundamental se preparar para as ameaças à segurança pós-quântica.
A sugestão de especialistas, é a adoção de tecnologias de criptografia homomórfica como uma parte das formas de se preparar.
Oportunidades para devs
Com a chegada da computação quântica, vai se abrir um campo de oportunidades para pessoas desenvolvedoras de software.
A capacidade de projetar e implementar algoritmos quânticos eficientes vai se tornar, no futuro, uma habilidade altamente valorizada, à medida que mais organizações buscam integrar a computação quântica em suas operações.
Áreas como machine learning, otimização e criptografia terão avanços significativos com a aplicação de técnicas quânticas.
Devs que dominarem essas habilidades vão estar na frente no escopo da inovação tecnológica, e as empresas que estão em busca de soluções avançadas vão procurar essas pessoas.
Se você está na dúvida se a computação quântica está acessível a devs atualmente, algumas empresas líderes em tecnologia, como a Amazon Web Services (AWS), já oferecem serviços de computação quântica em nuvem, permitindo que devs experimentem e implementem algoritmos quânticos sem necessidade de investimentos significativos em hardware.
Como começar com a computação quântica
Se você quer aprender computação quântica e começar a desenvolver, já existem materiais disponíveis, como o livro Introdução à computação e informação quântica e o curso Computação quântica – fundamentals & algorithms: hands-on da FIAP.
Também existem outras opções de materiais e cursos de computação quântica, caso deseje pesquisar o que faz mais sentido para você.
Em relação a conteúdos gratuitos, o YouTube é um bom lugar para encontrar materiais sobre o assunto.
Existem alguns canais que dão uma introdução em programação com computação quântica, como o vídeo “How to program a quantum computer using Qiskit” do canal IBM Technology.
https://www.youtube.com/watch?v=Jx7IuJMYtJM
Para praticar, existem soluções como a AWS, que oferece uma variedade de recursos e serviços.
Através da AWS Braket é possível acessar simuladores de computação quântica e hardware quântico real, que permitem experimentar e testar algoritmos quânticos em um ambiente controlado e seguro.
Além disso, a AWS também oferece tutoriais, documentação abrangente e suporte especializado para ajudar a dar os primeiros passos na jornada da computação quântica.
Existem outros provedores disponíveis além da AWS, se você tem interesse no assunto, vale a pena pesquisar!
Conclusão
A computação quântica já está em desenvolvimento há muito tempo e representa uma revolução iminente no campo da tecnologia, pois nos oferece um potencial inexplorado para resolver problemas complexos de forma rápida e eficiente.
Para as pessoas que trabalham com desenvolvimento de software, isso significa entrar em um novo território de inovação e descoberta, em que os algoritmos tradicionais podem ser reimaginados e os limites da computação convencional vão poder ser ultrapassados.
Apesar de os recursos e serviços serem pouco acessíveis atualmente, temos acesso a muita informação relacionada ao tema e já sabemos que é necessário se preparar para as ameaças à segurança que ela vai trazer.
Se você tem interesse em continuar explorando este assunto, confira alguns materiais extras (em inglês):
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Autor(a)
Mônica Matos Bock
Oi eu sou o Goku :) apaixonada por café, graphic novels e tecnologia.
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