Vamos jogar.
Imaginem que vocês estão em Las Vegas,
em um cassino,
e decidem jogar em um dos computadores de lá,
como se jogassem paciência ou xadrez.
O computador pode movimentar o jogo, assim como um jogador humano.
Esse é um jogo de cara ou coroa.
Começa com uma moeda mostrando "cara",
e o computador jogará primeiro.
Ele pode escolher virar a moeda ou não,
mas vocês não conseguem ver o resultado.
A seguir, é a vez de vocês.
Podem também escolher virar a moeda ou não,
e seu movimento não será revelado a seu adversário, o computador.
Finalmente, ele joga de novo e pode virar a moeda ou não,
e, após essas três rodadas,
a face é revelada:
se for "cara", o computador ganha;
se for "coroa", vocês ganham.
É um jogo muito simples,
e, se todos jogarem honestamente, e a moeda não estiver marcada,
vocês terão 50% de chance de ganhar o jogo.
Para confirmar isso,
pedi a meus alunos que fizessem esse jogo em nossos computadores,
e, após inúmeras tentativas,
a taxa de vitória deles acabou sendo 50% ou próxima disso,
conforme esperado.
Parece um jogo chato, não é mesmo?
Mas, e se você pudesse fazer esse jogo em um computador quântico?
Os cassinos de Las Vegas não têm computadores quânticos,
que eu saiba,
mas a IBM fabricou um computador quântico que está em operação.
Aqui está.
Mas, o que é um computador quântico?
A física quântica descreve
o comportamento dos átomos e das partículas fundamentais,
como elétrons e fótons.
Um computador quântico opera controlando o comportamento dessas partículas,
mas de uma maneira totalmente diferente dos computadores comuns.
Ele não é apenas uma versão mais poderosa de nossos computadores atuais,
assim como uma lâmpada não é uma vela mais poderosa.
Não se pode fabricar uma lâmpada fazendo velas cada vez melhores.
Uma lâmpada tem uma tecnologia diferente,
baseada em um conhecimento científico mais profundo.
De maneira semelhante, um computador quântico é um novo tipo de aparelho,
baseado na ciência da física quântica.
Assim como a lâmpada transformou a sociedade,
os computadores quânticos têm o potencial de impactar
inúmeros aspectos de nossa vida,
inclusive nossas necessidades de segurança,
nossa assistência médica e até mesmo a internet.
Empresas de todo o mundo estão trabalhando para fabricar esses aparelhos.
Para entender do que se trata todo esse entusiasmo,
vamos jogar em um computador quântico.
Posso me conectar ao computador quântico da IBM daqui mesmo,
o que significa que posso jogar remotamente,
e vocês também.
Para isso acontecer, devem se lembrar de ter recebido um e-mail do TED
perguntando se vocês escolheriam virar a moeda ou não,
caso tenham jogado.
Na verdade, pedimos que escolhessem entre um círculo e um quadrado.
Vocês não sabiam, mas sua escolha de círculo significava "virar a moeda";
sua escolha de quadrado, "não virar".
Recebemos 372 respostas.
Obrigada.
Isso significa que podemos ter 372 jogos contra o computador quântico
usando a escolha de vocês.
É um jogo muito rápido.
Assim posso lhes mostrar os resultados aqui mesmo.
Infelizmente, vocês não se saíram muito bem.
(Risos)
O computador quântico venceu quase todos os jogos.
Perdeu alguns só por causa de erros operacionais.
(Risos)
Como foi que ele alcançou essa incrível série de vitórias?
Parece magia ou trapaça,
mas, na verdade, é apenas a física quântica em ação.
Eis como funciona.
Um computador comum simula o cara ou coroa de uma moeda como um bit,
de valor zero ou um,
ou uma corrente se ligando e desligando dentro do chip de seu computador.
Um computador quântico é totalmente diferente.
Um bit quântico tem uma identidade não binária mais fluida.
Pode existir em uma superposição, ou combinação de zero e um,
com alguma probabilidade de ser zero e alguma probabilidade de ser um.
Em outras palavras, a identidade dele está em um espectro.
Por exemplo, poderia haver uma chance de 70% de ser zero
e de 30% de ser um,
ou 80-20 ou 60-40.
As possibilidades são infinitas.
A ideia principal aqui
é que temos que desistir de valores precisos de zero e um
e permitir alguma incerteza.
Durante o jogo,
o computador quântico cria a combinação fluida de cara e coroa,
zero e um,
de modo que, não importa o que o jogador faça,
vire ou não a moeda,
a superposição permanece intacta.
É como mesclar a mistura de dois fluidos.
Mescladas ou não, os fluidos permanecem em uma mistura,
mas, no movimento final,
o computador quântico pode desfazer a mistura de zero e um,
recuperando "cara" perfeitamente para que você perca sempre.
(Risos)
Se acham isso um pouco estranho, estão absolutamente certos.
Moedas regulares não existem em combinações de cara e coroa.
Não vivenciamos essa realidade quântica fluida
em nossa vida cotidiana.
Se estão confusos com o quantum,
não se preocupem, vocês estão chegando lá.
(Risos)
Mas, mesmo não vivenciando a estranheza quântica,
podemos ver os efeitos muito reais dela em ação.
Vocês viram os dados por si mesmos.
O computador quântico venceu,
porque aproveitou superposição e incerteza,
e essas propriedades quânticas são poderosas,
não apenas para vencer no cara ou coroa,
mas também para construir futuras tecnologias quânticas.
Então, deixem-me dar três exemplos de possíveis aplicações
que podem mudar nossa vida.
Em primeiro lugar,
a incerteza quântica poderia ser usada para criar chaves privadas
para criptografar mensagens enviadas de um local a outro
de modo que os hackers não pudessem copiar secretamente a chave com perfeição,
devido à incerteza quântica.
Eles teriam que quebrar as leis da física quântica
para "hackear" a chave.
Esse tipo de criptografia inquebrável já está sendo testado pelos bancos
e por outras instituições em todo o mundo.
Atualmente, usamos mais de 17 bilhões de aparelhos conectados globalmente.
Imaginem o impacto que a criptografia quântica poderia ter no futuro.
Em segundo lugar, as tecnologias quânticas
também poderiam transformar a assistência médica e os medicamentos.
Por exemplo,
a concepção e a análise de moléculas para o desenvolvimento de medicamentos
é um problema que nos desafia hoje em dia,
porque descrever e calcular com exatidão
todas as propriedades quânticas de todos os átomos da molécula
é uma tarefa computacional difícil, mesmo para nossos supercomputadores.
Mas um computador quântico poderia fazer melhor,
porque ele opera usando as mesmas propriedades quânticas
da molécula que está tentando simular.
Assim, simulações quânticas futuras em larga escala
para o desenvolvimento de medicamentos
talvez pudessem levar a tratamentos para doenças como o Alzheimer,
que afeta milhares de vidas.
E, em terceiro lugar, minha aplicação quântica favorita
é o teletransporte de informações de um local a outro
sem transmiti-las fisicamente.
Parece ficção científica, mas é possível,
porque essas identidades fluidas das partículas quânticas
podem ficar presas no espaço e no tempo
de tal maneira que, quando mudamos algo sobre uma partícula,
ela pode impactar a outra,
e isso cria um canal para o teletransporte.
Já foi demonstrado em laboratórios de pesquisa,
e poderia ser parte de uma futura internet quântica.
Não temos essa rede ainda,
mas minha equipe está trabalhando nessas possibilidades,
simulando uma rede quântica em um computador quântico.
Projetamos e implementamos alguns novos protocolos interessantes
como o teletransporte entre diferentes usuários na rede,
uma eficiente transmissão de dados
e até mesmo a votação segura.
É muito divertido pra mim ser profissional de física quântica.
Recomendo muito.
(Risos)
Começamos a ser exploradores no mundo das maravilhas quânticas.
Quem sabe quais aplicativos descobriremos a seguir?
Devemos seguir com cuidado e responsabilidade
enquanto construímos nosso futuro quântico.
Eu, pessoalmente,
não vejo a física quântica como uma ferramenta
apenas para construir computadores quânticos.
Vejo os computadores quânticos
como uma maneira de investigar os mistérios da natureza
e revelar mais sobre esse mundo oculto fora de nossas experiências.
Que incrível que nós, humanos,
com nosso acesso relativamente limitado ao universo,
ainda podemos ver muito além de nosso horizonte
apenas usando nossa imaginação e ingenuidade.
E o universo nos recompensa
mostrando a nós como ele é incrivelmente interessante e surpreendente.
O futuro é fundamentalmente incerto,
e, para mim, isso é certamente emocionante.
Obrigada.
(Aplausos)