Simplificando, por muitos anos a computação quântica tem sido uma questão de “quando”, não um “se”.

A ciência para usar os efeitos previstos pela mecânica quântica tem sido especulada desde 1959, e foi formalizada em 1985, antes do primeiro computador quântico em funcionamento ser construído em 1998.

No geral, os últimos 40 anos foram gastos superando os vastos obstáculos técnicos para criar um computador quântico funcional. É uma corrida pela “supremacia quântica” que envolveu principalmente a adição de cada vez mais qubits ao longo do tempo – de dois para atualmente mais de 1.000 (o recorde).

A questão significativa que surgiu é em torno das implicações de segurança da computação quântica: Por serem muito mais potentes do que os computadores convencionais, eles poderiam quebrar a criptografia que sustenta toda a segurança digital hoje. Isso não acontecerá imediatamente, mas haverá uma série de passos em direção a um futuro pós-quântico que precisarão ser dados antes que possamos ver se a computação quântica será uma nova tecnologia transformadora, uma grande ameaça ou ambas.

Dito isso, é importante explorar como as próximas décadas de desenvolvimento provavelmente se desenrolarão. Não há garantias com a tecnologia, mas podemos ver pela história e pelos desafios tecnológicos atuais enfrentados pelos computadores quânticos existentes quais obstáculos podem estar surgindo e como eles podem ser superados.

Preparação para a correção de erros

O primeiro e mais urgente problema para os computadores quânticos que precisa ser resolvido no curto prazo é a correção de erros.

Atualmente, cerca de um “bit flip error” em que um zero acidentalmente se torna um ou vice-versa, ocorre em cada cem operações, o que torna a geração atual de computadores quânticos praticamente inútil, especialmente em operações matematicamente intensivas, como quebrar a criptografia. Esses erros teriam que ser reduzidos a um em um trilhão para que os computadores quânticos fossem tão confiáveis quanto os computadores tradicionais e, como observa a IBM, há um debate sobre se as taxas de erro físico cairão abaixo de um em dez mil. Se esse for o caso, então soluções alternativas precisarão ser encontradas – a mais simples é executar cada operação várias vezes e usar o resultado mais comum, embora isso signifique ter computadores quânticos exponencialmente maiores.

Outro desafio surge porque a correção de erros significaria também reduzir os fatores externos que causam ruído em primeiro lugar. Muitas vezes, os bits quânticos individuais que alimentam os computadores quânticos precisam ser mantidos perto do zero absoluto para evitar que temperaturas mais altas interfiram nos átomos individuais que compõem os qubits. Essas vibrações são a fonte de erros. Mesmo as interações com átomos externos podem interromper o estado incrivelmente sensível dos qubits, então os computadores quânticos precisam ser protegidos para evitar erros fatais. Existem computadores projetados para operar em ambientes extremos, como o espaço, que são protegidos contra interferências, e seu design pode apontar o caminho para como os futuros computadores quânticos precisarão ser protegidos.

No curto prazo, resolver esses desafios será o obstáculo técnico mais importante para os desenvolvedores de computadores quânticos.

Preparação para a computação quântica comercial

Uma vez que esse primeiro desafio seja resolvido com sucesso, como os computadores quânticos podem se desenvolver?

Claramente, um sistema com um grande número de qubits mantidos perto do zero absoluto com blindagem eletromagnética usada em estações espaciais não estará em sua mesa hoje, muito menos como um dispositivo portátil. Mas é assim que o futuro da computação quântica vai prosseguir – semelhante ao passado da computação convencional. Os computadores quânticos existirão como mainframes maciços em funções principalmente governamentais, militares e de pesquisa.

É provável que as aplicações comerciais sejam acessíveis por meio da nuvem, como os TPUs do Google, embora provavelmente sejam caros de usar no início e estejam disponíveis apenas para grandes empresas. Isso significará que é improvável que grupos de hackers não estatais consigam acessá-los por anos ou décadas, ou, no mínimo, tenham dificuldade em fazê-lo. Durante esse tempo, as únicas grandes ameaças da computação quântica provavelmente serão de e para atores estatais e empresas, como empreiteiros de defesa, que trabalham com eles. Vimos em conflitos anteriores que os Estados terão como alvo empresas de serviços públicos ou mesmo empresas privadas durante conflitos, então pode não ser o caso de apenas empresas governamentais e militares precisarem se preocupar.

No entanto, isso não significa que os dados confidenciais da sua empresa não estejam ameaçados. Por exemplo, se alguém mal-intencionado pegasse uma grande quantidade de dados criptografados de uma empresa hoje, seria muito improvável que fosse capaz de descriptografá-los – quebrar a criptografia RSA-2048 com um computador convencional levaria aproximadamente 19,8 quatrilhões de anos. Mas, quando eles finalmente tiverem acesso à computação quântica confiável, quebrar essa criptografia pode ser trivial.

A hora de se preparar para o futuro é agora

Esse último ponto frisa por que a preparação hoje para um futuro pós-quântico é essencial.

Não sabemos quando os computadores quânticos comercialmente viáveis provavelmente chegarão, mas quando eles fizerem alguns dos dados que não poderiam ser comprometidos hoje estarão vulneráveis. Isso pode ser detalhes de contas bancárias que ainda estão sendo usadas, dados protegidos por patentes, dados confidenciais de saúde e senhas que ainda estão sendo usadas.

Se os atores estatais tiverem acesso a essa tecnologia primeiro, eles poderiam falsificar dados mais antigos e criar identidades com “evidências” que se estendem por anos.

É por isso que é fundamental que as empresas que trabalham com qualquer tipo de dados de clientes comecem a olhar para o que estão armazenando hoje e o que pode valer a pena amanhã.