Os computadores quânticos são adequados para resolver problemas de química
Marijan Murat/dpa/Alamy
Se computadores quânticos pode realmente resolver problemas práticos é uma das maiores questões sem resposta desta indústria em crescimento – e que poderá ser respondida por pesquisadores em química industrial e médica em 2026.
Calcular a estrutura, a reatividade e outras propriedades químicas de uma molécula é um problema intrinsecamente quântico porque envolve seus elétrons, que são partículas quânticas. Mas quanto mais complexa é uma molécula, mais difíceis se tornam estes cálculos, representando em alguns casos um verdadeiro desafio mesmo para os supercomputadores tradicionais.
Por outro lado, como os computadores quânticos também são intrinsecamente quânticos, eles deveriam ter uma vantagem quando se trata de lidar com esses cálculos químicos. E como computadores quânticos ficaram maiores e mais facilmente combináveis com computadores tradicionais, cada vez mais os vemos voltados para esse uso.
Por exemplo, em 2025, investigadores da IBM e do instituto científico japonês RIKEN utilizaram um computador quântico e um supercomputador para modelar várias moléculas. Pesquisadores do Google desenvolveu e testou um algoritmo de computação quântica para ajudar a desvendar a estrutura das moléculas. Os pesquisadores da RIKEN também se uniram à empresa de computação quântica Quantinuum para elaborar um fluxo de trabalho para calcular as energias das moléculas de tal forma que o computador quântico detectasse seus próprios erros. Finalmente, inicialização de software quântico Qunova Computação já fornece um algoritmo que utiliza parcialmente um computador quântico para calcular essas energias, que afirma ser cerca de 10 vezes mais eficiente do que os métodos mais tradicionais.
Devemos esperar ver muito mais disso em 2026, à medida que computadores quânticos maiores se tornarem disponíveis. “As próximas máquinas maiores nos permitirão desenvolver versões mais poderosas deste fluxo de trabalho (existente) e, em última análise, seremos capazes de resolver problemas gerais de química quântica”, diz David Munoz Ramo em Quantinuum. Até agora, a sua equipa abordou apenas uma molécula de hidrogénio, mas ele diz que estruturas mais complexas, como catalisadores, que aceleram reações industrialmente relevantes, podem estar no horizonte.
Outras equipes de pesquisa estão se preparando para fazer um trabalho semelhante. Por exemplo, em dezembro, a Microsoft anunciou uma colaboração com a startup de software quântico Algorithmiq com o objetivo explícito de desenvolver mais algoritmos de química quântica mais rapidamente. Na verdade, uma pesquisa da indústria de computação quântica conduzida pela Hyperion Research descobriu que a química é a principal área na qual fabricantes e compradores de computadores quânticos esperam ver progresso e sucesso no próximo ano. Nas últimas duas pesquisas anuais, a química quântica foi o segundo e o quarto caso de uso mais promissor para a computação quântica, respectivamente, portanto a tendência tem visto um interesse e investimento cada vez maiores.
Em última análise, porém, os cálculos da química quântica não irão realmente decolar até que os computadores quânticos se tornem à prova de erros ou tolerantes a falhas – algo que também está impedindo outras aplicações desses dispositivos exóticos. “A capacidade de um computador quântico de resolver problemas mais rapidamente do que um computador clássico depende de um algoritmo tolerante a falhas”, escreveu Philipp Schleich e Adoração Aspuru-Guzik na Universidade de Toronto em um recente comentário sobre computação quântica e química para a revista Ciência. Felizmente, alcançar a tolerância a falhas é o único objetivo com o qual todos os fabricantes de computadores quânticos em todo o mundo podem concordar.
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