INVENÇÃO REVOLUCIONÁRIA PODE DAR AOS EUA O PODER DE LER TODAS AS
COMUNICAÇÕES DO PLANETA. OU ACABAR COM A ESPIONAGEM DE UMA VEZ POR TODAS.
REPORTAGEM Bruno Garattoni e Pedro Burgos
"Deus não joga dados com o Universo." Foi assim, com uma mistura
de insatisfação e desprezo, que Albert Einstein definiu a física
quântica. Nesse ramo da física,
que estuda as interações entre partículas muito pequenas, fenômenos
aparentemente absurdos podem acontecer. Uma coisa pode se
teletransportar imediatamente de um
lugar para outro - ou estar em vários lugares ao mesmo tempo. Einstein
não gostava muito da ideia. Mas a física quântica provou-se uma
realidade. E, agora, existe
uma máquina baseada nela. Um supercomputador. E ele pode mudar para
sempre o destino da internet.
É um caixotão preto, que lembra um pouco o monolito negro do filme
2001. Foi criado por uma empresa canadense chamada D-Wave. Custa US$ 15
milhões. É grande,
ocupa uma sala de 10 metros quadrados. E seu cérebro, o chip quântico,
só funciona se for mantido a 273 graus negativos - a apenas 0,015 graú
do chamado "zero absoluto",
menor temperatura que pode existir no Universo. Existem apenas três
desses no mundo. Um fica na Lockheed Martin, empresa que fornece caças e
armas de alta tecnologia
para o Exército dos EUA. O outro foi comprado pelo Google. E, segundo o
ex-analista Edward Snowden, que tem vazado segredos do governo
americano, o terceiro está
na National Security Agency, a NSA, superagência de espionagem dos EUA.
O computador quântico é cheio de problemas. Quando o Google testou
pela primeira vez o seu, em janeiro deste ano, a máquina rodou muito
devagar - em algumas
tarefas, ela foi tão lenta quanto um notebook comum. Uma decepção. Mas o
D-Wave é bom numa coisa: quebrar senhas e violar códigos. Nisso, ele é
hiper-rápido. Pelo
menos 35 mil vezes mais veloz do que os supercomputadores tradicionais.
Tudo graças à física quântica.
Um computador tradicional é como se fosse uma cidade, cheia de
trilhas microscópicas por onde circulam elétrons. O computador tem 1 a 3
bilhões de microcircuitos,
os transistores, que agem como pequenos guardas de trânsito - fazendo os
elétrons pararem ou irem de um lado para outro. É assim, manobrando
elétrons de lá para
cá, que o computador consegue contar números, fazer cálculos matemáticos
- e rodar todos os programas que você usa. Mas, no computador quântico,
a coisa é diferente.
Em vez de chips de silício, ele tem bobinas magnéticas de nióbio, um
metal supercondutor. Por causa da física quântica, os elétrons podem
estar em vários pontos
dessas bobinas ao mesmo tempo. Consequência: a máquina consegue calcular
várias respostas ao mesmo tempo. E essa habilidade é perfeita para fazer
espionagem na internet.
Suponha que você vá mandar um e-mail para outra pessoa. No meio de
vocês, grampeando a rede, há um espião, que quer xeretar a sua
comunicação. Só que você protegeu
a mensagem com criptografia (um método de codificação de dados) e senha.
Como o espião não sabe qual é a senha, apela para a força bruta. Coloca
um batalhão de computadores
tentando todas as senhas possíveis, até que, por tentativa e erro, ele
acaba acertando. Só que demora à beça. Se você usar a criptografia mais
avançada que existe,
o espião poderá levar até 1 quatrilhão de anos, mais que a idade do
Universo (13,8 bilhões de anos), para encontrar a senha e conseguir
decodificar a mensagem.
O computador quântico não fica experimentando várias senhas, uma
depois da outra, como um computador normal. Tenta várias de uma vez só.
Ou seja: em tese daria
para descobrir a senha --- e ler a mensagem --- muito mais depressa.
O D-Wave ainda é meio primitivo, e frágil. Só a tarefa de mantê-lo
a 273 graus negativos (essa temperatura baixíssima é necessária porque
só nela ocorre o fenômeno
da supercondutividade do nióbio, necessária para que o computador
funcione) já dá o maior trabalho. Mas, como tudo no mundo da tecnologia,
ele vai evoluir e terá
versões cada vez mais potentes. No futuro, um arsenal de computadores
quânticos talvez seja suficiente para decodificar e espionar qualquer
coisa que passe pela
internet. É por isso que a NSA comprou um. Ela quer ter acesso
irrestrito a toda a informação do planeta.
Conforme essa tecnologia for se desenvolvendo, os governos de
outros países também terão acesso à computação quântica - e poderão
monitorar tudo o que acontece
na internet, num cenário distópico que lembra o clássico 1984, do
escritor inglês George Orwell. Se isso acontecer, será o fim da rede
como a conhecemos hoje. O
computador quântico é a ferramenta dos sonhos dos espiões. Mas também é
seu pior pesadelo.
O GOOGLE CONTRA-ATACA
No mundo maluco da física quântica, existe um fenômeno que se
chama emaranhamento. É um processo bem complexo e difícil de entender,
mas, grosso modo, é o seguinte.
Você aponta um raio laser para um cristal e atira. As partículas que
formam a luz do laser, os fótons, vão atravessar esse cristal, aos pares
(uma irá para a direita,
outra para a esquerda). Só que, por motivos ainda não totalmente
compreendidos pela ciência, esses fótons estarão emaranhados. É como se
eles virassem irmãos gêmeos.
Tudo o que você fizer com um dos fótons (como rotacioná-lo, por exemplo)
será reproduzido imediatamente no outro, via teletransporte. Parece
inacreditável, mas é
real - o teletransporte já foi demonstrado em fótons que estavam a 140
km de distância um do outro.
E isso pode ser usado para enviar e receber informações. Suponha
que você queira mandar um e-mail para um amigo. Em vez de transmiti-lo
via internet, você usa
um computador quântico, na sua casa, para converter a mensagem em
fótons. Quando você fizer isso, os seus fótons vão modificar os fótons
do seu amigo, no computador
quântico da casa dele. O e-mail será reproduzido imediatamente, sem
passar pela internet [veja no infográfico]. O melhor é que, se alguém
tentar interceptar a mensagem,
o emaranhamento será desfeito - e o e-mail, destruído. Ou seja: a
comunicação quântica é à prova de espiões. É por isso que o Google
comprou um D-Wave. Oficialmente,
a empresa diz que está estudando a tecnologia quântica. Mas, no futuro,
ela poderia ser usada para blindar o Gmail - e evitar que os espiões do
governo americano
violem as mensagens.
O computador quântico não serve apenas para fazer espionagem e se
defender dela. Ele também serve para resolver problemas que envolvam uma
quantidade muito
grande de dados e possibilidades. E há muitas questões assim no nosso
dia a dia. Por exemplo: temos certeza de que o planeta está esquentando.
Mas ainda não sabemos
exatamente quais serão as consequências do aquecimento global - nem a
data das próximas ondas de calor intenso, como a do início de 2014.
Temos algumas teorias sobre
como criar melhores remédios contra o câncer - mas testar cada um leva
muitos anos. Estamos carecas de saber que o trânsito nas grandes cidades
é caótico e que precisamos
de transporte público melhor, mas a busca por soluções acontece em
grande parte na base da tentativa e erro. Seria bom se descobríssemos de
antemão como a mudança
de uma linha de ônibus, por exemplo, poderia mudar o fluxo de uma
avenida. Os computadores quânticos podem resolver coisas como essas bem
mais depressa, porque conseguem
considerar vários cenários ao mesmo tempo.
Mas, para que essas coisas aconteçam, o computador da D-Wave
precisará ser alimentado com softwares. Só que ainda não existem
programas capazes de explorar
todo o potencial dele. Ainda não existe um "Windows quântico", por assim
dizer. O físico Geordia Rose, um dos criadores da máquina, faz um
paralelo com o início
da computação pessoal, na década de 1980. "As pessoas estavam dispostas
a comprar computadores, mas não estava muito claro para que eles
serviam." Rose diz que é
cedo para se exigir muito --- afinal, o D-Wave é o primeiro computador
quântico a chegar ao mercado ---, mas acredita que, se tudo der certo,
essa tecnologia "pode
mudar o curso da história humana."
Isso se ele for realmente quântico. Para muitos cientistas, a
máquina é uma fraude. Não é possível comprovar se ela realmente é
quântica --- se você tentar observar
ou medir o comportamento das partículas dentro do D-Wave, elas perdem o
estado quântico. Ou seja, a mágica se desfaz. "A empresa fica falando de
física quântica,
e isso parece legal. Mas será que realmente vai trazer alguma vantagem
em relação aos computadores clássicos?", questiona Scott Aaronson,
professor de computação
do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). A D-Wave também tem
sido muito criticada por não explicar exatamente, em detalhes, como o
seu computador funciona.
Talvez o D-Wave seja só marketing. Talvez o futuro que ele promete
nunca se realize. Ou talvez essa tecnologia, como tantas outras que um
dia foram alvo de
ceticismo e escárnio, realmente possa transformar a internet. E nem nos
lembremos de como era a vida digital antes da computação quântica.
D-WAVE
O PRIMEIRO (E ESTRANHO) COMPUTADOR QUÂNTICO
TEMPERATURA -273 °C (0,015 grau acima do zero absoluto, a menor
temperatura que pode existir no Universo).
PRESSÃO A CPU tem de ser mantida quase no vácuo (a uma pressão 10
bilhões de vezes menor que a atmosférica).
ENERGIA UTILIZADA 15,5 kw (um supercomputador "normal" de mesmo porte
usaria 4.000 kW).
TAMANHO Ocupa uma sala de 10 metros quadrados. Mas a CPU quântica é pequena.
PREÇO US$ 15 milhões
UNIDADES FABRICADAS 3
QUEM COMPROU Google, Lockheed Martin e NSA (agência de espionagem dos EUA).
O CORAÇÃO DA MÁQUINA - O chip quântico tem o tamanho de uma unha - e
ninguém sabe exatamente como ele funciona.
COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
O que ela tem de bom --- e de sinistro
QUAL É A SITUAÇÃO
PAULO quer mandar um e-mail para Maria.
JOHN Espião que grampeou a internet e quer interceptar a mensagem.
MARIA recebe e lê o e-mail.
COMO É HOJE
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma
chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN não possui a chave. Então apela para a força bruta: coloca um
batalhão de supercomputadores, que ficam testando todas as senhas
possíveis até acertar, por tentativa
e erro.
MARIA tem a chave necessária para decodificar a mensagem. Recebe e lê o
e-mail.
O PROBLEMA É QUE, MESMO COM OS MELHOR SUPERCOMPUTADORES DA ATUALIDADE
ESSE PROCESSO DEMORA DEMAIS.
ATÉ 1 QUATRILHÃO DE ANOS. OU SEJA: JOHN FICA NA MÃO, SEM CONSEGUIR
ESPIONAR PAULO E MARIA.
COMO PODE FICAR
Cenário 1: do mal
O ESPIÃO PODE USAR O COMPUTADOR QUÂNTICO PARA VIOLAR A CORRESPONDÊNCIA.
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma
chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN O computador quântico testa muitas senhas ao mesmo tempo.
Rapidamente consegue descobrir a senha certa, decodificando o e-mail.
MARIA Recebe e lê o e-mail - só que o espião também.
COMO PODE FICAR
Cenário 2: do bem
PAULO TAMBÉM PODE SE DEFENDER, PROTEGENDO SEU E-MAIL COM A CHAMADA
CRIPTOGRAFIA QUÂNTICA.
PAULO Usando um processador quântico, o PC de Paulo "escreve" o e-mail
num conjunto de fótons (partículas de luz). Esses fótons ficam no
computador dele - não são
transmitidos pela internet.
JOHN Se o espião tentar interceptar o e-mail, estará perturbando o
"emaranhamento" (associação quântica) dos fótons, que só existe entre
Paulo e Maria. A mensagem
será automaticamente destruída.
MARIA O computador dela tem um conjunto de fótons "emaranhados"
(associados) aos de Paulo. Tudo o que acontece lá é reproduzido aqui.
Maria recebe a mensagem instantaneamente.
Fonte: revista Superinteressante - Ed. 333 - maio/2014
INVENÇÃO REVOLUCIONÁRIA PODE DAR AOS EUA O PODER DE LER TODAS AS COMUNICAÇÕES DO PLANETA. OU ACABAR COM A ESPIONAGEM DE UMA VEZ POR TODAS.
REPORTAGEM Bruno Garattoni e Pedro Burgos
"Deus não joga dados com o Universo." Foi assim, com uma mistura de insatisfação e desprezo, que Albert Einstein definiu a física quântica. Nesse ramo da física,
que estuda as interações entre partículas muito pequenas, fenômenos aparentemente absurdos podem acontecer. Uma coisa pode se teletransportar imediatamente de um
lugar para outro - ou estar em vários lugares ao mesmo tempo. Einstein não gostava muito da ideia. Mas a física quântica provou-se uma realidade. E, agora, existe
uma máquina baseada nela. Um supercomputador. E ele pode mudar para sempre o destino da internet.
É um caixotão preto, que lembra um pouco o monolito negro do filme 2001. Foi criado por uma empresa canadense chamada D-Wave. Custa US$ 15 milhões. É grande,
ocupa uma sala de 10 metros quadrados. E seu cérebro, o chip quântico, só funciona se for mantido a 273 graus negativos - a apenas 0,015 graú do chamado "zero absoluto",
menor temperatura que pode existir no Universo. Existem apenas três desses no mundo. Um fica na Lockheed Martin, empresa que fornece caças e armas de alta tecnologia
para o Exército dos EUA. O outro foi comprado pelo Google. E, segundo o ex-analista Edward Snowden, que tem vazado segredos do governo americano, o terceiro está
na National Security Agency, a NSA, superagência de espionagem dos EUA.
O computador quântico é cheio de problemas. Quando o Google testou pela primeira vez o seu, em janeiro deste ano, a máquina rodou muito devagar - em algumas
tarefas, ela foi tão lenta quanto um notebook comum. Uma decepção. Mas o D-Wave é bom numa coisa: quebrar senhas e violar códigos. Nisso, ele é hiper-rápido. Pelo
menos 35 mil vezes mais veloz do que os supercomputadores tradicionais. Tudo graças à física quântica.
Um computador tradicional é como se fosse uma cidade, cheia de trilhas microscópicas por onde circulam elétrons. O computador tem 1 a 3 bilhões de microcircuitos,
os transistores, que agem como pequenos guardas de trânsito - fazendo os elétrons pararem ou irem de um lado para outro. É assim, manobrando elétrons de lá para
cá, que o computador consegue contar números, fazer cálculos matemáticos - e rodar todos os programas que você usa. Mas, no computador quântico, a coisa é diferente.
Em vez de chips de silício, ele tem bobinas magnéticas de nióbio, um metal supercondutor. Por causa da física quântica, os elétrons podem estar em vários pontos
dessas bobinas ao mesmo tempo. Consequência: a máquina consegue calcular várias respostas ao mesmo tempo. E essa habilidade é perfeita para fazer espionagem na internet.
Suponha que você vá mandar um e-mail para outra pessoa. No meio de vocês, grampeando a rede, há um espião, que quer xeretar a sua comunicação. Só que você protegeu
a mensagem com criptografia (um método de codificação de dados) e senha. Como o espião não sabe qual é a senha, apela para a força bruta. Coloca um batalhão de computadores
tentando todas as senhas possíveis, até que, por tentativa e erro, ele acaba acertando. Só que demora à beça. Se você usar a criptografia mais avançada que existe,
o espião poderá levar até 1 quatrilhão de anos, mais que a idade do Universo (13,8 bilhões de anos), para encontrar a senha e conseguir decodificar a mensagem.
O computador quântico não fica experimentando várias senhas, uma depois da outra, como um computador normal. Tenta várias de uma vez só. Ou seja: em tese daria
para descobrir a senha — e ler a mensagem — muito mais depressa.
O D-Wave ainda é meio primitivo, e frágil. Só a tarefa de mantê-lo a 273 graus negativos (essa temperatura baixíssima é necessária porque só nela ocorre o fenômeno
da supercondutividade do nióbio, necessária para que o computador funcione) já dá o maior trabalho. Mas, como tudo no mundo da tecnologia, ele vai evoluir e terá
versões cada vez mais potentes. No futuro, um arsenal de computadores quânticos talvez seja suficiente para decodificar e espionar qualquer coisa que passe pela
internet. É por isso que a NSA comprou um. Ela quer ter acesso irrestrito a toda a informação do planeta.
Conforme essa tecnologia for se desenvolvendo, os governos de outros países também terão acesso à computação quântica - e poderão monitorar tudo o que acontece
na internet, num cenário distópico que lembra o clássico 1984, do escritor inglês George Orwell. Se isso acontecer, será o fim da rede como a conhecemos hoje. O
computador quântico é a ferramenta dos sonhos dos espiões. Mas também é seu pior pesadelo.
O GOOGLE CONTRA-ATACA
No mundo maluco da física quântica, existe um fenômeno que se chama emaranhamento. É um processo bem complexo e difícil de entender, mas, grosso modo, é o seguinte.
Você aponta um raio laser para um cristal e atira. As partículas que formam a luz do laser, os fótons, vão atravessar esse cristal, aos pares (uma irá para a direita,
outra para a esquerda). Só que, por motivos ainda não totalmente compreendidos pela ciência, esses fótons estarão emaranhados. É como se eles virassem irmãos gêmeos.
Tudo o que você fizer com um dos fótons (como rotacioná-lo, por exemplo) será reproduzido imediatamente no outro, via teletransporte. Parece inacreditável, mas é
real - o teletransporte já foi demonstrado em fótons que estavam a 140 km de distância um do outro.
E isso pode ser usado para enviar e receber informações. Suponha que você queira mandar um e-mail para um amigo. Em vez de transmiti-lo via internet, você usa
um computador quântico, na sua casa, para converter a mensagem em fótons. Quando você fizer isso, os seus fótons vão modificar os fótons do seu amigo, no computador
quântico da casa dele. O e-mail será reproduzido imediatamente, sem passar pela internet [veja no infográfico]. O melhor é que, se alguém tentar interceptar a mensagem,
o emaranhamento será desfeito - e o e-mail, destruído. Ou seja: a comunicação quântica é à prova de espiões. É por isso que o Google comprou um D-Wave. Oficialmente,
a empresa diz que está estudando a tecnologia quântica. Mas, no futuro, ela poderia ser usada para blindar o Gmail - e evitar que os espiões do governo americano
violem as mensagens.
O computador quântico não serve apenas para fazer espionagem e se defender dela. Ele também serve para resolver problemas que envolvam uma quantidade muito
grande de dados e possibilidades. E há muitas questões assim no nosso dia a dia. Por exemplo: temos certeza de que o planeta está esquentando. Mas ainda não sabemos
exatamente quais serão as consequências do aquecimento global - nem a data das próximas ondas de calor intenso, como a do início de 2014. Temos algumas teorias sobre
como criar melhores remédios contra o câncer - mas testar cada um leva muitos anos. Estamos carecas de saber que o trânsito nas grandes cidades é caótico e que precisamos
de transporte público melhor, mas a busca por soluções acontece em grande parte na base da tentativa e erro. Seria bom se descobríssemos de antemão como a mudança
de uma linha de ônibus, por exemplo, poderia mudar o fluxo de uma avenida. Os computadores quânticos podem resolver coisas como essas bem mais depressa, porque conseguem
considerar vários cenários ao mesmo tempo.
Mas, para que essas coisas aconteçam, o computador da D-Wave precisará ser alimentado com softwares. Só que ainda não existem programas capazes de explorar
todo o potencial dele. Ainda não existe um "Windows quântico", por assim dizer. O físico Geordia Rose, um dos criadores da máquina, faz um paralelo com o início
da computação pessoal, na década de 1980. "As pessoas estavam dispostas a comprar computadores, mas não estava muito claro para que eles serviam." Rose diz que é
cedo para se exigir muito — afinal, o D-Wave é o primeiro computador quântico a chegar ao mercado —, mas acredita que, se tudo der certo, essa tecnologia "pode
mudar o curso da história humana."
Isso se ele for realmente quântico. Para muitos cientistas, a máquina é uma fraude. Não é possível comprovar se ela realmente é quântica — se você tentar observar
ou medir o comportamento das partículas dentro do D-Wave, elas perdem o estado quântico. Ou seja, a mágica se desfaz. "A empresa fica falando de física quântica,
e isso parece legal. Mas será que realmente vai trazer alguma vantagem em relação aos computadores clássicos?", questiona Scott Aaronson, professor de computação
do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). A D-Wave também tem sido muito criticada por não explicar exatamente, em detalhes, como o seu computador funciona.
Talvez o D-Wave seja só marketing. Talvez o futuro que ele promete nunca se realize. Ou talvez essa tecnologia, como tantas outras que um dia foram alvo de
ceticismo e escárnio, realmente possa transformar a internet. E nem nos lembremos de como era a vida digital antes da computação quântica.
D-WAVE
O PRIMEIRO (E ESTRANHO) COMPUTADOR QUÂNTICO
TEMPERATURA -273 °C (0,015 grau acima do zero absoluto, a menor temperatura que pode existir no Universo).
PRESSÃO A CPU tem de ser mantida quase no vácuo (a uma pressão 10 bilhões de vezes menor que a atmosférica).
ENERGIA UTILIZADA 15,5 kw (um supercomputador "normal" de mesmo porte usaria 4.000 kW).
TAMANHO Ocupa uma sala de 10 metros quadrados. Mas a CPU quântica é pequena.
PREÇO US$ 15 milhões
UNIDADES FABRICADAS 3
QUEM COMPROU Google, Lockheed Martin e NSA (agência de espionagem dos EUA).
O CORAÇÃO DA MÁQUINA - O chip quântico tem o tamanho de uma unha - e ninguém sabe exatamente como ele funciona.
COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
O que ela tem de bom — e de sinistro
QUAL É A SITUAÇÃO
PAULO quer mandar um e-mail para Maria.
JOHN Espião que grampeou a internet e quer interceptar a mensagem.
MARIA recebe e lê o e-mail.
COMO É HOJE
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN não possui a chave. Então apela para a força bruta: coloca um batalhão de supercomputadores, que ficam testando todas as senhas possíveis até acertar, por tentativa
e erro.
MARIA tem a chave necessária para decodificar a mensagem. Recebe e lê o e-mail.
O PROBLEMA É QUE, MESMO COM OS MELHOR SUPERCOMPUTADORES DA ATUALIDADE ESSE PROCESSO DEMORA DEMAIS.
ATÉ 1 QUATRILHÃO DE ANOS. OU SEJA: JOHN FICA NA MÃO, SEM CONSEGUIR ESPIONAR PAULO E MARIA.
COMO PODE FICAR
Cenário 1: do mal
O ESPIÃO PODE USAR O COMPUTADOR QUÂNTICO PARA VIOLAR A CORRESPONDÊNCIA.
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN O computador quântico testa muitas senhas ao mesmo tempo. Rapidamente consegue descobrir a senha certa, decodificando o e-mail.
MARIA Recebe e lê o e-mail - só que o espião também.
COMO PODE FICAR
Cenário 2: do bem
PAULO TAMBÉM PODE SE DEFENDER, PROTEGENDO SEU E-MAIL COM A CHAMADA CRIPTOGRAFIA QUÂNTICA.
PAULO Usando um processador quântico, o PC de Paulo "escreve" o e-mail num conjunto de fótons (partículas de luz). Esses fótons ficam no computador dele - não são
transmitidos pela internet.
JOHN Se o espião tentar interceptar o e-mail, estará perturbando o "emaranhamento" (associação quântica) dos fótons, que só existe entre Paulo e Maria. A mensagem
será automaticamente destruída.
MARIA O computador dela tem um conjunto de fótons "emaranhados" (associados) aos de Paulo. Tudo o que acontece lá é reproduzido aqui. Maria recebe a mensagem instantaneamente.
Fonte: revista Superinteressante - Ed. 333 - maio/2014
COMUNICAÇÕES DO PLANETA. OU ACABAR COM A ESPIONAGEM DE UMA VEZ POR TODAS.
REPORTAGEM Bruno Garattoni e Pedro Burgos
"Deus não joga dados com o Universo." Foi assim, com uma mistura
de insatisfação e desprezo, que Albert Einstein definiu a física
quântica. Nesse ramo da física,
que estuda as interações entre partículas muito pequenas, fenômenos
aparentemente absurdos podem acontecer. Uma coisa pode se
teletransportar imediatamente de um
lugar para outro - ou estar em vários lugares ao mesmo tempo. Einstein
não gostava muito da ideia. Mas a física quântica provou-se uma
realidade. E, agora, existe
uma máquina baseada nela. Um supercomputador. E ele pode mudar para
sempre o destino da internet.
É um caixotão preto, que lembra um pouco o monolito negro do filme
2001. Foi criado por uma empresa canadense chamada D-Wave. Custa US$ 15
milhões. É grande,
ocupa uma sala de 10 metros quadrados. E seu cérebro, o chip quântico,
só funciona se for mantido a 273 graus negativos - a apenas 0,015 graú
do chamado "zero absoluto",
menor temperatura que pode existir no Universo. Existem apenas três
desses no mundo. Um fica na Lockheed Martin, empresa que fornece caças e
armas de alta tecnologia
para o Exército dos EUA. O outro foi comprado pelo Google. E, segundo o
ex-analista Edward Snowden, que tem vazado segredos do governo
americano, o terceiro está
na National Security Agency, a NSA, superagência de espionagem dos EUA.
O computador quântico é cheio de problemas. Quando o Google testou
pela primeira vez o seu, em janeiro deste ano, a máquina rodou muito
devagar - em algumas
tarefas, ela foi tão lenta quanto um notebook comum. Uma decepção. Mas o
D-Wave é bom numa coisa: quebrar senhas e violar códigos. Nisso, ele é
hiper-rápido. Pelo
menos 35 mil vezes mais veloz do que os supercomputadores tradicionais.
Tudo graças à física quântica.
Um computador tradicional é como se fosse uma cidade, cheia de
trilhas microscópicas por onde circulam elétrons. O computador tem 1 a 3
bilhões de microcircuitos,
os transistores, que agem como pequenos guardas de trânsito - fazendo os
elétrons pararem ou irem de um lado para outro. É assim, manobrando
elétrons de lá para
cá, que o computador consegue contar números, fazer cálculos matemáticos
- e rodar todos os programas que você usa. Mas, no computador quântico,
a coisa é diferente.
Em vez de chips de silício, ele tem bobinas magnéticas de nióbio, um
metal supercondutor. Por causa da física quântica, os elétrons podem
estar em vários pontos
dessas bobinas ao mesmo tempo. Consequência: a máquina consegue calcular
várias respostas ao mesmo tempo. E essa habilidade é perfeita para fazer
espionagem na internet.
Suponha que você vá mandar um e-mail para outra pessoa. No meio de
vocês, grampeando a rede, há um espião, que quer xeretar a sua
comunicação. Só que você protegeu
a mensagem com criptografia (um método de codificação de dados) e senha.
Como o espião não sabe qual é a senha, apela para a força bruta. Coloca
um batalhão de computadores
tentando todas as senhas possíveis, até que, por tentativa e erro, ele
acaba acertando. Só que demora à beça. Se você usar a criptografia mais
avançada que existe,
o espião poderá levar até 1 quatrilhão de anos, mais que a idade do
Universo (13,8 bilhões de anos), para encontrar a senha e conseguir
decodificar a mensagem.
O computador quântico não fica experimentando várias senhas, uma
depois da outra, como um computador normal. Tenta várias de uma vez só.
Ou seja: em tese daria
para descobrir a senha --- e ler a mensagem --- muito mais depressa.
O D-Wave ainda é meio primitivo, e frágil. Só a tarefa de mantê-lo
a 273 graus negativos (essa temperatura baixíssima é necessária porque
só nela ocorre o fenômeno
da supercondutividade do nióbio, necessária para que o computador
funcione) já dá o maior trabalho. Mas, como tudo no mundo da tecnologia,
ele vai evoluir e terá
versões cada vez mais potentes. No futuro, um arsenal de computadores
quânticos talvez seja suficiente para decodificar e espionar qualquer
coisa que passe pela
internet. É por isso que a NSA comprou um. Ela quer ter acesso
irrestrito a toda a informação do planeta.
Conforme essa tecnologia for se desenvolvendo, os governos de
outros países também terão acesso à computação quântica - e poderão
monitorar tudo o que acontece
na internet, num cenário distópico que lembra o clássico 1984, do
escritor inglês George Orwell. Se isso acontecer, será o fim da rede
como a conhecemos hoje. O
computador quântico é a ferramenta dos sonhos dos espiões. Mas também é
seu pior pesadelo.
O GOOGLE CONTRA-ATACA
No mundo maluco da física quântica, existe um fenômeno que se
chama emaranhamento. É um processo bem complexo e difícil de entender,
mas, grosso modo, é o seguinte.
Você aponta um raio laser para um cristal e atira. As partículas que
formam a luz do laser, os fótons, vão atravessar esse cristal, aos pares
(uma irá para a direita,
outra para a esquerda). Só que, por motivos ainda não totalmente
compreendidos pela ciência, esses fótons estarão emaranhados. É como se
eles virassem irmãos gêmeos.
Tudo o que você fizer com um dos fótons (como rotacioná-lo, por exemplo)
será reproduzido imediatamente no outro, via teletransporte. Parece
inacreditável, mas é
real - o teletransporte já foi demonstrado em fótons que estavam a 140
km de distância um do outro.
E isso pode ser usado para enviar e receber informações. Suponha
que você queira mandar um e-mail para um amigo. Em vez de transmiti-lo
via internet, você usa
um computador quântico, na sua casa, para converter a mensagem em
fótons. Quando você fizer isso, os seus fótons vão modificar os fótons
do seu amigo, no computador
quântico da casa dele. O e-mail será reproduzido imediatamente, sem
passar pela internet [veja no infográfico]. O melhor é que, se alguém
tentar interceptar a mensagem,
o emaranhamento será desfeito - e o e-mail, destruído. Ou seja: a
comunicação quântica é à prova de espiões. É por isso que o Google
comprou um D-Wave. Oficialmente,
a empresa diz que está estudando a tecnologia quântica. Mas, no futuro,
ela poderia ser usada para blindar o Gmail - e evitar que os espiões do
governo americano
violem as mensagens.
O computador quântico não serve apenas para fazer espionagem e se
defender dela. Ele também serve para resolver problemas que envolvam uma
quantidade muito
grande de dados e possibilidades. E há muitas questões assim no nosso
dia a dia. Por exemplo: temos certeza de que o planeta está esquentando.
Mas ainda não sabemos
exatamente quais serão as consequências do aquecimento global - nem a
data das próximas ondas de calor intenso, como a do início de 2014.
Temos algumas teorias sobre
como criar melhores remédios contra o câncer - mas testar cada um leva
muitos anos. Estamos carecas de saber que o trânsito nas grandes cidades
é caótico e que precisamos
de transporte público melhor, mas a busca por soluções acontece em
grande parte na base da tentativa e erro. Seria bom se descobríssemos de
antemão como a mudança
de uma linha de ônibus, por exemplo, poderia mudar o fluxo de uma
avenida. Os computadores quânticos podem resolver coisas como essas bem
mais depressa, porque conseguem
considerar vários cenários ao mesmo tempo.
Mas, para que essas coisas aconteçam, o computador da D-Wave
precisará ser alimentado com softwares. Só que ainda não existem
programas capazes de explorar
todo o potencial dele. Ainda não existe um "Windows quântico", por assim
dizer. O físico Geordia Rose, um dos criadores da máquina, faz um
paralelo com o início
da computação pessoal, na década de 1980. "As pessoas estavam dispostas
a comprar computadores, mas não estava muito claro para que eles
serviam." Rose diz que é
cedo para se exigir muito --- afinal, o D-Wave é o primeiro computador
quântico a chegar ao mercado ---, mas acredita que, se tudo der certo,
essa tecnologia "pode
mudar o curso da história humana."
Isso se ele for realmente quântico. Para muitos cientistas, a
máquina é uma fraude. Não é possível comprovar se ela realmente é
quântica --- se você tentar observar
ou medir o comportamento das partículas dentro do D-Wave, elas perdem o
estado quântico. Ou seja, a mágica se desfaz. "A empresa fica falando de
física quântica,
e isso parece legal. Mas será que realmente vai trazer alguma vantagem
em relação aos computadores clássicos?", questiona Scott Aaronson,
professor de computação
do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). A D-Wave também tem
sido muito criticada por não explicar exatamente, em detalhes, como o
seu computador funciona.
Talvez o D-Wave seja só marketing. Talvez o futuro que ele promete
nunca se realize. Ou talvez essa tecnologia, como tantas outras que um
dia foram alvo de
ceticismo e escárnio, realmente possa transformar a internet. E nem nos
lembremos de como era a vida digital antes da computação quântica.
D-WAVE
O PRIMEIRO (E ESTRANHO) COMPUTADOR QUÂNTICO
TEMPERATURA -273 °C (0,015 grau acima do zero absoluto, a menor
temperatura que pode existir no Universo).
PRESSÃO A CPU tem de ser mantida quase no vácuo (a uma pressão 10
bilhões de vezes menor que a atmosférica).
ENERGIA UTILIZADA 15,5 kw (um supercomputador "normal" de mesmo porte
usaria 4.000 kW).
TAMANHO Ocupa uma sala de 10 metros quadrados. Mas a CPU quântica é pequena.
PREÇO US$ 15 milhões
UNIDADES FABRICADAS 3
QUEM COMPROU Google, Lockheed Martin e NSA (agência de espionagem dos EUA).
O CORAÇÃO DA MÁQUINA - O chip quântico tem o tamanho de uma unha - e
ninguém sabe exatamente como ele funciona.
COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
O que ela tem de bom --- e de sinistro
QUAL É A SITUAÇÃO
PAULO quer mandar um e-mail para Maria.
JOHN Espião que grampeou a internet e quer interceptar a mensagem.
MARIA recebe e lê o e-mail.
COMO É HOJE
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma
chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN não possui a chave. Então apela para a força bruta: coloca um
batalhão de supercomputadores, que ficam testando todas as senhas
possíveis até acertar, por tentativa
e erro.
MARIA tem a chave necessária para decodificar a mensagem. Recebe e lê o
e-mail.
O PROBLEMA É QUE, MESMO COM OS MELHOR SUPERCOMPUTADORES DA ATUALIDADE
ESSE PROCESSO DEMORA DEMAIS.
ATÉ 1 QUATRILHÃO DE ANOS. OU SEJA: JOHN FICA NA MÃO, SEM CONSEGUIR
ESPIONAR PAULO E MARIA.
COMO PODE FICAR
Cenário 1: do mal
O ESPIÃO PODE USAR O COMPUTADOR QUÂNTICO PARA VIOLAR A CORRESPONDÊNCIA.
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma
chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN O computador quântico testa muitas senhas ao mesmo tempo.
Rapidamente consegue descobrir a senha certa, decodificando o e-mail.
MARIA Recebe e lê o e-mail - só que o espião também.
COMO PODE FICAR
Cenário 2: do bem
PAULO TAMBÉM PODE SE DEFENDER, PROTEGENDO SEU E-MAIL COM A CHAMADA
CRIPTOGRAFIA QUÂNTICA.
PAULO Usando um processador quântico, o PC de Paulo "escreve" o e-mail
num conjunto de fótons (partículas de luz). Esses fótons ficam no
computador dele - não são
transmitidos pela internet.
JOHN Se o espião tentar interceptar o e-mail, estará perturbando o
"emaranhamento" (associação quântica) dos fótons, que só existe entre
Paulo e Maria. A mensagem
será automaticamente destruída.
MARIA O computador dela tem um conjunto de fótons "emaranhados"
(associados) aos de Paulo. Tudo o que acontece lá é reproduzido aqui.
Maria recebe a mensagem instantaneamente.
Fonte: revista Superinteressante - Ed. 333 - maio/2014
INVENÇÃO REVOLUCIONÁRIA PODE DAR AOS EUA O PODER DE LER TODAS AS COMUNICAÇÕES DO PLANETA. OU ACABAR COM A ESPIONAGEM DE UMA VEZ POR TODAS.
REPORTAGEM Bruno Garattoni e Pedro Burgos
"Deus não joga dados com o Universo." Foi assim, com uma mistura de insatisfação e desprezo, que Albert Einstein definiu a física quântica. Nesse ramo da física,
que estuda as interações entre partículas muito pequenas, fenômenos aparentemente absurdos podem acontecer. Uma coisa pode se teletransportar imediatamente de um
lugar para outro - ou estar em vários lugares ao mesmo tempo. Einstein não gostava muito da ideia. Mas a física quântica provou-se uma realidade. E, agora, existe
uma máquina baseada nela. Um supercomputador. E ele pode mudar para sempre o destino da internet.
É um caixotão preto, que lembra um pouco o monolito negro do filme 2001. Foi criado por uma empresa canadense chamada D-Wave. Custa US$ 15 milhões. É grande,
ocupa uma sala de 10 metros quadrados. E seu cérebro, o chip quântico, só funciona se for mantido a 273 graus negativos - a apenas 0,015 graú do chamado "zero absoluto",
menor temperatura que pode existir no Universo. Existem apenas três desses no mundo. Um fica na Lockheed Martin, empresa que fornece caças e armas de alta tecnologia
para o Exército dos EUA. O outro foi comprado pelo Google. E, segundo o ex-analista Edward Snowden, que tem vazado segredos do governo americano, o terceiro está
na National Security Agency, a NSA, superagência de espionagem dos EUA.
O computador quântico é cheio de problemas. Quando o Google testou pela primeira vez o seu, em janeiro deste ano, a máquina rodou muito devagar - em algumas
tarefas, ela foi tão lenta quanto um notebook comum. Uma decepção. Mas o D-Wave é bom numa coisa: quebrar senhas e violar códigos. Nisso, ele é hiper-rápido. Pelo
menos 35 mil vezes mais veloz do que os supercomputadores tradicionais. Tudo graças à física quântica.
Um computador tradicional é como se fosse uma cidade, cheia de trilhas microscópicas por onde circulam elétrons. O computador tem 1 a 3 bilhões de microcircuitos,
os transistores, que agem como pequenos guardas de trânsito - fazendo os elétrons pararem ou irem de um lado para outro. É assim, manobrando elétrons de lá para
cá, que o computador consegue contar números, fazer cálculos matemáticos - e rodar todos os programas que você usa. Mas, no computador quântico, a coisa é diferente.
Em vez de chips de silício, ele tem bobinas magnéticas de nióbio, um metal supercondutor. Por causa da física quântica, os elétrons podem estar em vários pontos
dessas bobinas ao mesmo tempo. Consequência: a máquina consegue calcular várias respostas ao mesmo tempo. E essa habilidade é perfeita para fazer espionagem na internet.
Suponha que você vá mandar um e-mail para outra pessoa. No meio de vocês, grampeando a rede, há um espião, que quer xeretar a sua comunicação. Só que você protegeu
a mensagem com criptografia (um método de codificação de dados) e senha. Como o espião não sabe qual é a senha, apela para a força bruta. Coloca um batalhão de computadores
tentando todas as senhas possíveis, até que, por tentativa e erro, ele acaba acertando. Só que demora à beça. Se você usar a criptografia mais avançada que existe,
o espião poderá levar até 1 quatrilhão de anos, mais que a idade do Universo (13,8 bilhões de anos), para encontrar a senha e conseguir decodificar a mensagem.
O computador quântico não fica experimentando várias senhas, uma depois da outra, como um computador normal. Tenta várias de uma vez só. Ou seja: em tese daria
para descobrir a senha — e ler a mensagem — muito mais depressa.
O D-Wave ainda é meio primitivo, e frágil. Só a tarefa de mantê-lo a 273 graus negativos (essa temperatura baixíssima é necessária porque só nela ocorre o fenômeno
da supercondutividade do nióbio, necessária para que o computador funcione) já dá o maior trabalho. Mas, como tudo no mundo da tecnologia, ele vai evoluir e terá
versões cada vez mais potentes. No futuro, um arsenal de computadores quânticos talvez seja suficiente para decodificar e espionar qualquer coisa que passe pela
internet. É por isso que a NSA comprou um. Ela quer ter acesso irrestrito a toda a informação do planeta.
Conforme essa tecnologia for se desenvolvendo, os governos de outros países também terão acesso à computação quântica - e poderão monitorar tudo o que acontece
na internet, num cenário distópico que lembra o clássico 1984, do escritor inglês George Orwell. Se isso acontecer, será o fim da rede como a conhecemos hoje. O
computador quântico é a ferramenta dos sonhos dos espiões. Mas também é seu pior pesadelo.
O GOOGLE CONTRA-ATACA
No mundo maluco da física quântica, existe um fenômeno que se chama emaranhamento. É um processo bem complexo e difícil de entender, mas, grosso modo, é o seguinte.
Você aponta um raio laser para um cristal e atira. As partículas que formam a luz do laser, os fótons, vão atravessar esse cristal, aos pares (uma irá para a direita,
outra para a esquerda). Só que, por motivos ainda não totalmente compreendidos pela ciência, esses fótons estarão emaranhados. É como se eles virassem irmãos gêmeos.
Tudo o que você fizer com um dos fótons (como rotacioná-lo, por exemplo) será reproduzido imediatamente no outro, via teletransporte. Parece inacreditável, mas é
real - o teletransporte já foi demonstrado em fótons que estavam a 140 km de distância um do outro.
E isso pode ser usado para enviar e receber informações. Suponha que você queira mandar um e-mail para um amigo. Em vez de transmiti-lo via internet, você usa
um computador quântico, na sua casa, para converter a mensagem em fótons. Quando você fizer isso, os seus fótons vão modificar os fótons do seu amigo, no computador
quântico da casa dele. O e-mail será reproduzido imediatamente, sem passar pela internet [veja no infográfico]. O melhor é que, se alguém tentar interceptar a mensagem,
o emaranhamento será desfeito - e o e-mail, destruído. Ou seja: a comunicação quântica é à prova de espiões. É por isso que o Google comprou um D-Wave. Oficialmente,
a empresa diz que está estudando a tecnologia quântica. Mas, no futuro, ela poderia ser usada para blindar o Gmail - e evitar que os espiões do governo americano
violem as mensagens.
O computador quântico não serve apenas para fazer espionagem e se defender dela. Ele também serve para resolver problemas que envolvam uma quantidade muito
grande de dados e possibilidades. E há muitas questões assim no nosso dia a dia. Por exemplo: temos certeza de que o planeta está esquentando. Mas ainda não sabemos
exatamente quais serão as consequências do aquecimento global - nem a data das próximas ondas de calor intenso, como a do início de 2014. Temos algumas teorias sobre
como criar melhores remédios contra o câncer - mas testar cada um leva muitos anos. Estamos carecas de saber que o trânsito nas grandes cidades é caótico e que precisamos
de transporte público melhor, mas a busca por soluções acontece em grande parte na base da tentativa e erro. Seria bom se descobríssemos de antemão como a mudança
de uma linha de ônibus, por exemplo, poderia mudar o fluxo de uma avenida. Os computadores quânticos podem resolver coisas como essas bem mais depressa, porque conseguem
considerar vários cenários ao mesmo tempo.
Mas, para que essas coisas aconteçam, o computador da D-Wave precisará ser alimentado com softwares. Só que ainda não existem programas capazes de explorar
todo o potencial dele. Ainda não existe um "Windows quântico", por assim dizer. O físico Geordia Rose, um dos criadores da máquina, faz um paralelo com o início
da computação pessoal, na década de 1980. "As pessoas estavam dispostas a comprar computadores, mas não estava muito claro para que eles serviam." Rose diz que é
cedo para se exigir muito — afinal, o D-Wave é o primeiro computador quântico a chegar ao mercado —, mas acredita que, se tudo der certo, essa tecnologia "pode
mudar o curso da história humana."
Isso se ele for realmente quântico. Para muitos cientistas, a máquina é uma fraude. Não é possível comprovar se ela realmente é quântica — se você tentar observar
ou medir o comportamento das partículas dentro do D-Wave, elas perdem o estado quântico. Ou seja, a mágica se desfaz. "A empresa fica falando de física quântica,
e isso parece legal. Mas será que realmente vai trazer alguma vantagem em relação aos computadores clássicos?", questiona Scott Aaronson, professor de computação
do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). A D-Wave também tem sido muito criticada por não explicar exatamente, em detalhes, como o seu computador funciona.
Talvez o D-Wave seja só marketing. Talvez o futuro que ele promete nunca se realize. Ou talvez essa tecnologia, como tantas outras que um dia foram alvo de
ceticismo e escárnio, realmente possa transformar a internet. E nem nos lembremos de como era a vida digital antes da computação quântica.
D-WAVE
O PRIMEIRO (E ESTRANHO) COMPUTADOR QUÂNTICO
TEMPERATURA -273 °C (0,015 grau acima do zero absoluto, a menor temperatura que pode existir no Universo).
PRESSÃO A CPU tem de ser mantida quase no vácuo (a uma pressão 10 bilhões de vezes menor que a atmosférica).
ENERGIA UTILIZADA 15,5 kw (um supercomputador "normal" de mesmo porte usaria 4.000 kW).
TAMANHO Ocupa uma sala de 10 metros quadrados. Mas a CPU quântica é pequena.
PREÇO US$ 15 milhões
UNIDADES FABRICADAS 3
QUEM COMPROU Google, Lockheed Martin e NSA (agência de espionagem dos EUA).
O CORAÇÃO DA MÁQUINA - O chip quântico tem o tamanho de uma unha - e ninguém sabe exatamente como ele funciona.
COMPUTAÇÃO QUÂNTICA
O que ela tem de bom — e de sinistro
QUAL É A SITUAÇÃO
PAULO quer mandar um e-mail para Maria.
JOHN Espião que grampeou a internet e quer interceptar a mensagem.
MARIA recebe e lê o e-mail.
COMO É HOJE
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN não possui a chave. Então apela para a força bruta: coloca um batalhão de supercomputadores, que ficam testando todas as senhas possíveis até acertar, por tentativa
e erro.
MARIA tem a chave necessária para decodificar a mensagem. Recebe e lê o e-mail.
O PROBLEMA É QUE, MESMO COM OS MELHOR SUPERCOMPUTADORES DA ATUALIDADE ESSE PROCESSO DEMORA DEMAIS.
ATÉ 1 QUATRILHÃO DE ANOS. OU SEJA: JOHN FICA NA MÃO, SEM CONSEGUIR ESPIONAR PAULO E MARIA.
COMO PODE FICAR
Cenário 1: do mal
O ESPIÃO PODE USAR O COMPUTADOR QUÂNTICO PARA VIOLAR A CORRESPONDÊNCIA.
PAULO Usando um software de criptografia, ele protege o e-mail com uma chave digital (uma espécie de senha) antes de enviá-lo.
JOHN O computador quântico testa muitas senhas ao mesmo tempo. Rapidamente consegue descobrir a senha certa, decodificando o e-mail.
MARIA Recebe e lê o e-mail - só que o espião também.
COMO PODE FICAR
Cenário 2: do bem
PAULO TAMBÉM PODE SE DEFENDER, PROTEGENDO SEU E-MAIL COM A CHAMADA CRIPTOGRAFIA QUÂNTICA.
PAULO Usando um processador quântico, o PC de Paulo "escreve" o e-mail num conjunto de fótons (partículas de luz). Esses fótons ficam no computador dele - não são
transmitidos pela internet.
JOHN Se o espião tentar interceptar o e-mail, estará perturbando o "emaranhamento" (associação quântica) dos fótons, que só existe entre Paulo e Maria. A mensagem
será automaticamente destruída.
MARIA O computador dela tem um conjunto de fótons "emaranhados" (associados) aos de Paulo. Tudo o que acontece lá é reproduzido aqui. Maria recebe a mensagem instantaneamente.
Fonte: revista Superinteressante - Ed. 333 - maio/2014
