Computação quântica é um assunto com ar futurista, mas o conceito já é funcional atualmente, ainda que de modo preliminar. Prova disso é a Boeing, que vem utilizando a plataforma IBM Quantum para descobrir formas de minimizar corrosões na estrutura de suas aeronaves. O problema é tão complexo que requer simulações avançadas. É aí que o computador quântico entra em cena.
A corrosão em metais é um processo de deterioração que ocorre quando o material passa por reações químicas ao entrar em contato com a umidade. Em um avião, cuja estrutura é predominantemente metálica, o fenômeno pode resultar em danos que, se não forem reparados ou prevenidos, podem até causar acidentes.
O uso de materiais ou técnicas de construção que amenizam ou previnem totalmente a corrosão é pesquisado pela indústria aeroespacial não só para tornar as aeronaves mais seguras, como também para reduzir os custos de manutenção relacionados a elas.
Simular é preciso
O desenvolvimento de uma solução satisfatória requer, antes, o conhecimento a fundo do problema. Nam Nguyen e Kristen Williams, pesquisadores da Boeing, contam à IBM que focam seus esforços em compreender as reações que impulsionam a corrosão em nível microscópico.
Para tanto, eles desenvolveram duas técnicas para realizar simulações via computação quântica de um processo chamado “redução de água”, que consiste em dividir uma molécula de água em uma superfície de magnésio.
Isso é importante porque esse processo é o que inicia a cadeia de reações da corrosão, razão pela qual simulá-lo é um passo importante para o momento em que será possível fazer simulação completa da corrosão, como explica Mario Motta, pesquisador da IBM.
O desafio é grande, mas já dá resultado. De acordo com a Nguyen, o trabalho em conjunto com a IBM permitiu à Boeing desenvolver um software que roda de maneira eficiente na plataforma IBM Quantum. Com esse avanço, os pesquisadores já conseguem resolver alguns problemas avançados.
No atual estágio, os computadores quânticos não oferecem o nível de tolerância a falhas necessário para resolver problemas muito complexos. É por isso que o conceito ainda não pode ser usado para resolver totalmente o problema da corrosão. Mas o caminho rumo a esse objetivo está sendo trilhado, como Nguyen dá a entender:
A ideia é que, embora eles [computadores quânticos] não possam resolver totalmente o problema da corrosão, como um computador quântico ideal e tolerante a falhas provavelmente poderia fazer, eles estão chegando lá e já nos ajudam a fazer algumas previsões úteis.
Computador quântico de 1.121 qubits
No lado da IBM, as pesquisas para aprimorar a computação quântica continuam. Atualmente, a companhia desenvolve o Condor, computador quântico com 1.121 qubits. Além dele, um computador com mais de 4.000 qubits vem aí.
Quanto maior o número de qubits (bits quânticos), melhor. Um qubit pode assumir 0, 1 ou uma superposição de ambos os valores. Essa abordagem é mais abrangente que a computação atual, baseada na lógica binária, que faz um bit assumir um estado representado por 0 ou 1, mas não ambos ao mesmo tempo.
Com o conceito de bits quânticos, problemas que demandam horas, dias ou até meses para serem resolvidos por um computador convencional poderão ser solucionados rapidamente ou com resultados mais precisos.
Os detalhes sobre a pesquisa da Boeing e IBM estão disponíveis na revista científica Nature.
Boeing usa computação quântica da IBM para estudar corrosão em aviões
