How Quantum Computers Are Being Built

"Yousef, você pode ligar o computador, por favor? Eu preciso imprimir uma coisa", a mãe de Yousef chamou da cozinha. Yousef, sempre curioso, parou, a testa franzida. "Mas espera, mãe, quem inventou os computadores? O que as pessoas faziam antes deles?" Ele correu para o quarto, seu caderno de couro gasto balançando contra a perna, determinado a encontrar respostas em sua enciclopédia especial de invenções.

Yousef irrompeu em seu quarto com tema de ciência, cheio de pôsteres de inventores e modelos de máquinas. Ele praticamente se jogou na estante, pegando a antiga e brilhante Enciclopédia da Invenção. Assim que seus dedos roçaram a capa, o quarto começou a se dissolver em cores rodopiantes de luz. Ele ofegou, agarrando o livro com força. "Aqui vamos nós de novo!"

Yousef tropeçou, caindo com força nas pedras. Ele olhou em volta, desnorteado. Haviam sumido os cristais brilhantes; agora, ele estava cercado por uma oficina movimentada, cheia de engenhocas estranhas. Um jovem com pele morena e cabelo loiro liso de comprimento médio, preso atrás das orelhas, mexia em um dispositivo intrincado feito de tubos de vácuo e fios. "Onde estou?", Yousef murmurou, levantando-se apressadamente.

"Você deve ser o novo aprendiz!", exclamou o garoto loiro, limpando a graxa das mãos com um pano. "Eu sou Leon. E este é um dos primeiros computadores quânticos! Estamos trabalhando para melhorar a velocidade dos cálculos. Antes de computadores como este, os decifradores de códigos levavam anos para decifrar mensagens. Agora, podemos fazer isso muito mais rápido." Yousef olhou, de olhos arregalados. "Computadores quânticos? Mas como eles funcionam?"

Leon gesticulou em direção a um diagrama complexo na parede. "Computadores comuns usam bits – zeros e uns. Mas computadores quânticos usam qubits. Qubits podem ser zero, um, ou ambos ao mesmo tempo! É como, como disse o filósofo Arthur Schopenhauer: 'O talento atinge um alvo que ninguém mais pode atingir; o gênio atinge um alvo que ninguém mais pode ver.' A computação quântica nos permite 'ver' soluções que eram impossíveis antes", ele explicou. Yousef rabiscava furiosamente em seu caderno.

"Um dos maiores desafios", Diego trovejou, entrando na oficina, "é manter os qubits estáveis. Eles são incrivelmente sensíveis à interferência. Até a menor vibração ou mudança de temperatura pode atrapalhar os cálculos!" Diego, um homem na casa dos trinta e poucos anos, corpulento e gentil, com pele morena clara de tons quentes e cabelo loiro escuro curto e texturizado com ondas naturais, ajustou um botão em um grande dispositivo cilíndrico. "É por isso que precisamos de resfriamento extremo", ele grunhiu, "a quase zero absoluto — mais frio que o espaço sideral!"

"Então, você está dizendo que a menor perturbação pode estragar tudo?", perguntou Yousef, com os olhos arregalados. Diego assentiu gravemente. "Precisamente. Estamos usando materiais supercondutores, resfriados com hélio líquido. É uma dança delicada. Mas, considere isto: em dois mil e dezenove, o Google afirmou que seu computador quântico, Sycamore, poderia realizar um cálculo em duzentos segundos que levaria dez mil anos para o supercomputador mais poderoso do mundo! Esse é o poder que estamos liberando."

De repente, o chão começou a tremer! Poeira caía do teto. "Terremoto!", Leon gritou. Uma unidade de resfriamento próxima tombou, derramando hélio líquido por toda parte. Alarmes soaram. "Os qubits! Eles vão perder a coerência!", Diego gritou, esforçando-se para endireitar a unidade. Yousef lembrou-se de algo que lera na enciclopédia sobre frequência de ressonância: certos cristais podiam absorver vibrações. Pegando seu caderno, ele folheou as páginas freneticamente.

"Aqui!", Yousef exclamou, apontando para um diagrama. "Certos cristais de quartzo ressoam em frequências que anulam as vibrações! Se pudermos colocá-los perto dos qubits..." Diego, com o rosto sujo de fuligem, olhou para Yousef com um vislumbre de esperança. Leon rapidamente pegou um punhado de cristais de quartzo de uma prateleira próxima e os posicionou cuidadosamente ao redor dos delicados qubits. As vibrações diminuíram. O computador estabilizou. "Vocês conseguiram!", Diego exclamou.

De repente, a oficina cintilou, e Yousef se viu de volta em seu quarto, a Enciclopédia de Invenções fechada em seu colo. Ele correu para a cozinha. "Mãe! Eu sei como os computadores quânticos estão sendo construídos! Eles usam qubits que podem ser zero e um ao mesmo tempo! E eles têm que ser mantidos mais frios que o espaço! Você sabia que até dois mil e vinte e quatro, o mercado de computação quântica pode chegar a oitenta e seis bilhões?" A mãe dele sorriu, balançando a cabeça. "Isso é incrível, Yousef! Agora, sobre aquela impressão... Continua!"