Anúncio Willow do Google (ilustração fotográfica de VCG/VCG via Getty Images)
VCG (via Getty Images)
A descoberta quântica do Google: o que isso significa para IA, Bitcoin e o futuro
Quando estive em Davos no início deste ano, participei numa sessão sobre tecnologias emergentes e o futuro da computação quântica. Um orador afirmou corajosamente que os computadores quânticos poderão um dia superar em muito o desempenho dos supercomputadores mais avançados de hoje, perturbando indústrias inteiras da noite para o dia. Foi emocionante e perturbador.
Sandy Carter indo para a sessão quântica de Davos em 2024
Todd Allensworth
Esta semana, o chip Willow do Google tira a computação quântica do reino da teoria, aproximando-nos um passo gigante de um futuro que mal podemos compreender, muito menos prever.
Todas as indústrias precisam de começar a prestar muita atenção aos desenvolvimentos na computação quântica, especialmente aquelas onde a segurança é fundamental. Ou, como o Bitcoin, isso é tudo.
O que é computação quântica?
Lembra-se do pobre gato de Schrödinger e de como ele estava vivo e morto ao mesmo tempo. Esse famoso experimento mental é baseado no conceito de superposição, ou seja, como múltiplos sistemas na escala quântica podem existir até serem medidos ou observados. mostra a capacidade de existir em ambos os estados ao mesmo tempo. Os compromissos de financiamento governamental no campo quântico totalizam cerca de 40 mil milhões de dólares, e o investimento privado a partir de 2021 totaliza cerca de 8 mil milhões de dólares.
A computação quântica explora essa propriedade para alcançar uma revolução no poder de processamento que faz com que os computadores mais poderosos da atualidade pareçam pedras estúpidas. Enquanto os computadores clássicos usam bits para processar informações como 0s e 1s, os computadores quânticos usam qubits que podem existir em superposição. Isso permite que os computadores quânticos processem grandes quantidades de dados em paralelo e resolvam problemas que um computador clássico levaria milhões ou até bilhões de anos para decifrar.
Outra característica importante dos computadores quânticos é o emaranhamento quântico. Os qubits estão interligados e o estado de um qubit afeta instantaneamente o estado de outro, mesmo que estejam separados por uma grande distância. Essas propriedades permitem que os computadores quânticos realizem cálculos muito mais rápidos do que os sistemas clássicos. No entanto, construir computadores quânticos confiáveis é um grande desafio devido a questões como taxas de erro e a necessidade de ambientes altamente controlados.
O Príncipe Constantino da Holanda experimenta a instalação interativa de ciência e arte “Quantum… (+) Jungle by Robin Baumgarten” (Foto de Patrick van Katwijk/Getty Images)
Imagens Getty
Ao contrário dos data centers tradicionais que dependem de ventiladores e configurações de corredor quente/corredor frio, os computadores quânticos operam sob condições extremas. Para manter o delicado estado quântico de um qubit, ele deve ser resfriado até próximo do zero absoluto, mais frio que no espaço, usando sistemas criogênicos de última geração. Isto destaca os desafios significativos de engenharia de escalar a tecnologia quântica muito além da infraestrutura de computação tradicional.
O chip Willow do Google representa um passo em frente na superação desses desafios, especialmente com avanços na correção de erros e no desenvolvimento de “qubits lógicos” que são essenciais para dimensionar sistemas quânticos. Ainda não chegámos ao ponto em que os computadores quânticos possam destruir sistemas importantes, mas cada avanço aproxima-nos dessa realidade.
Ameaça: Quantum subverte sistemas de segurança
Uma das implicações mais preocupantes é o potencial da computação quântica para perturbar os métodos criptográficos existentes. Por exemplo, criptomoedas como o Bitcoin dependem de criptografia assimétrica para proteger transações e carteiras. Esta criptografia é baseada em um problema matemático muito difícil de resolver com computadores clássicos. Mas os computadores quânticos têm potencial para resolver esses problemas de forma exponencialmente mais rápida.
Especialistas estimam que um computador quântico com cerca de 13 milhões de qubits poderia, teoricamente, quebrar o Bitcoin em um dia. Os sistemas quânticos mais avançados de hoje estão longe deste nível, com apenas algumas centenas de qubits, mas o progresso está a acelerar. Este cronograma (provavelmente nos próximos 10 anos) é curto, dada a confiabilidade de longo prazo exigida do blockchain e de outros sistemas criptográficos.
Matty Greenspan, fundador da economia quântica
greenspan morto
Matty Greenspan, fundador da Quantum Economics, me disse: “O impacto que a computação quântica terá no Bitcoin dependerá de como esta tecnologia é implantada. O acesso desigual pode levar a uma situação “desvantajosa”, onde alguns atores têm uma vantagem significativa sobre outros. Embora o Bitcoin não esteja em perigo imediato, eventualmente serão necessárias grandes atualizações de infraestrutura para manter a rede segura. Os principais desenvolvedores precisam começar a se preparar agora para garantir a resiliência do Bitcoin em um mundo quântico. ”
Os riscos não se limitam ao blockchain. A computação quântica tem o potencial de expor dados confidenciais em todos os setores, desde serviços financeiros até saúde. Os sistemas de IA que dependem de dados encriptados para formação e operações também podem ser comprometidos, ameaçando a privacidade e a integridade dos modelos de IA. Este é um alerta para que as organizações comecem a fazer a transição para a criptografia resistente a quantum.
Possibilidade: Quantum como catalisador de inovação
A computação quântica apresenta riscos significativos, mas o seu potencial para impulsionar a inovação é igualmente convincente.
No caso da IA, a computação quântica tem potencial para reduzir significativamente o tempo necessário para treinar grandes modelos, permitindo experimentação e implantação mais rápidas. Tarefas que atualmente requerem semanas ou meses de computação podem agora ser concluídas em horas, abrindo novas possibilidades para aplicações de IA em áreas como processamento de linguagem natural, descoberta de medicamentos e modelação climática.
A computação quântica também pode revolucionar os problemas de otimização de IA. Por exemplo, indústrias como a logística e a produção poderiam beneficiar de capacidades quânticas que encontrem as rotas e configurações mais eficientes, poupando tempo e recursos. Na ciência dos materiais, as simulações quânticas podem levar à descoberta de novos materiais com propriedades inovadoras, desde supercondutores até baterias avançadas.
Christopher Penn, cientista-chefe de dados da TrustInsights.ai, também apresentou alguns pontos interessantes. “Durante anos, o Vale do Silício revisou as expectativas para AGI (inteligência artificial geral) de máquinas sencientes e autoconscientes para “capazes de executar tarefas médias melhor do que a pessoa média”. Este desenvolvimento bastante decepcionante deve-se à incapacidade das atuais arquiteturas computacionais baseadas em silício de alcançar o paralelismo massivo quase em tempo real necessário para coisas como a consciência. Até o cérebro do rato tem mais de 70 milhões de neurônios interconectados em uma grande rede neural. Replicar apenas esse poder computacional exigiria centenas de megawatts de potência e milhões de GPUs. E o rato come queijo e doces. ”
Christopher Penn, Cientista Chefe de Dados da TrustInsights.ai disse:
Cristóvão Penn
“Até agora, a computação quântica é a única arquitetura que parece prometer o paralelismo necessário para criar computadores sencientes e autoconscientes. Ainda está em sua infância. A maioria da computação quântica Aproximadamente 1.000 computadores Embora operando em qubits e muito abaixo do paralelismo de insetos, o caminho a seguir parece claro: se os avanços recentes na correção de erros forem mantidos, o número de qubits paralelos aumentará ainda mais. Adicione alguns zeros e estaremos no caminho da consciência da máquina em. computação quântica.”
No caso do blockchain, o potencial quântico é duplicado. Embora ameace os métodos atuais de criptografia, também pode ajudar a resolver desafios existentes, como a escalabilidade. Blockchains mais rápidas e eficientes poderiam apoiar a crescente demanda por aplicações descentralizadas e permitir uma integração mais perfeita das tecnologias Web3 na vida cotidiana.
Ao integrar algoritmos criptográficos resistentes a quantum, como os padronizados pelo NIST, e implementar a distribuição de chaves quânticas (QKD), o Bitcoin pode ser protegido contra ataques de computação quântica. A governança descentralizada, pedra angular da filosofia do Bitcoin, foi construída para permitir que a comunidade trabalhe em conjunto para adaptar e atualizar o protocolo à medida que surgem novos desafios e tecnologias. À medida que a investigação sobre criptografia quântica avança, o protocolo do Bitcoin poderá ser atualizado através deste modelo de governação para garantir a sua segurança e viabilidade num futuro habilitado para a computação quântica.
Preparando-se para um futuro quântico
A convergência da computação quântica, IA e blockchain traz desafios e oportunidades. Para colher os benefícios e reduzir os riscos, a indústria precisa de agir agora. Mudar para algoritmos criptográficos resistentes a quantum é um primeiro passo importante. O Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) já desenvolveu padrões para criptografia pós-quântica, fornecendo um roteiro para as organizações protegerem seus sistemas.
Os pesquisadores estão investigando blockchains com segurança quântica que integram esses novos algoritmos, além de atualizações criptográficas. Esses avanços garantirão que as redes blockchain permaneçam seguras e confiáveis em um futuro habilitado para quantum. Para a IA, o emprego de pipelines seguros e métodos de criptografia protege dados confidenciais e mantém a confiança em sistemas orientados por IA.
A colaboração será fundamental. As parcerias público-privadas podem acelerar o desenvolvimento e a implantação de soluções à prova de quantum. Os investimentos na educação e no desenvolvimento da força de trabalho também são essenciais para garantir que a indústria tenha os conhecimentos necessários para sobreviver a esta transição.
Para onde vamos a partir daqui?
Em Davos, saí de uma sessão sobre computação quântica entusiasmado. Os avanços que discutimos não eram mais possibilidades distantes. Eles estavam se aproximando rapidamente da realidade. O anúncio do chip Willow do Google é um lembrete de que agora é a hora de agir.
Mas em meio a todo o entusiasmo e ansiedade em torno da computação quântica, uma questão importante muitas vezes permanece sem resposta. É por isso que aceitamos a inevitabilidade daquilo que gigantes da tecnologia como o Google criam. É como se o mundo estivesse recebendo uma faca de dois gumes com um encolher de ombros. \u2014 “Não só é possível resolver os maiores problemas da humanidade, mas também desmantelar a segurança global como a conhecemos.” É uma máquina. isso pode fazer isso. Use-o com sabedoria!
O fardo de garantir que a computação quântica sirva a humanidade, em vez de a prejudicar, parece ser injustamente colocado sobre todos os outros. Enquanto os governos, os promotores e a indústria lutam para mitigar a ameaça, as empresas tecnológicas continuam a beneficiar. Se a computação quântica quiser moldar o futuro de forma responsável, os seus inventores devem partilhar a responsabilidade e estar tão empenhados na protecção ética e na implementação equitativa como estão em alcançar os avanços que existem. Não se trata apenas de construir tecnologia. Trata-se de construir um futuro que beneficie a todos e não deixe o resto do mundo eliminar os riscos.
O caminho a seguir exige inovação, previsão e resiliência. Mas as recompensas potenciais, como blockchains mais rápidas, IA mais inteligente e descobertas científicas inovadoras, valem o esforço. A computação quântica é mais do que apenas um salto tecnológico. É uma mudança de paradigma que remodelará o nosso mundo. Estamos prontos para abraçar o futuro quântico?
