Os qubits quânticos são superestimados? O debate da física racional

Os computadores quânticos representam, ao mesmo tempo, o segmento mais promissor e mais complexo da inovação em computação. Por um lado, prometem realizar cálculos que seriam absolutamente impossíveis de outra forma e, por vezes, parecem romper com todas as regras e limitações dos computadores convencionais.

Por outro lado, são extremamente difíceis de construir e de ampliar sua capacidade computacional para níveis úteis. Além disso, ainda há muito que não entendemos sobre física quântica, o que torna o conceito de computadores quânticos vulnerável a surpresas inesperadas. Por exemplo, uma teoria adequada da gravidade quântica permanece indefinida há décadas, o que pode indicar uma falha profunda em nossa compreensão da mecânica quântica.

Essa última ideia de limitação fundamental da própria física quântica foi recentemente elaborada por Tim Palmer, pesquisador da Universidade de Oxford, mais conhecido por seu trabalho sobre teoria do caos e clima.

Ele acredita que as propriedades matemáticas fundamentais do espaço quântico podem limitar inerentemente as capacidades reais dos computadores quânticos, muito mais do que se pensava anteriormente.

Ele publicou seu estudo na prestigiosa revista científica PNAS.¹, Sob o título "Mecânica quântica racional: Testando a teoria quântica com computadores quânticos".

Entendendo o hype: como funcionam os computadores quânticos?

Antes de discutirmos a ideia do Professor Palmer, pode ser útil entendermos o que torna os computadores quânticos especiais.

O ponto crucial é que, em vez de bits "discretos" com valores de 1 e 0 como em um computador normal, os qubits dos computadores quânticos exibem superposição quântica e emaranhamento.

Em termos simplificados, isso significa que cada qubit pode inerentemente armazenar informações mais complexas de uma só vez, facilitando cálculos com matrizes matemáticas complexas.

Assim, para um conjunto de dados complexo com muitos valores possíveis para cada ponto de dados, como os valores de spin de elétrons ou átomos em um chip ou eletrodo de bateria, os computadores quânticos podem lidar com a crescente complexidade, com cada qubit adicionado aumentando exponencialmente a capacidade.

Em contraste, um computador normal adiciona apenas uma nova capacidade por vez, um novo bit por vez, de modo que um cálculo que se torna exponencialmente mais complexo a cada vez que um novo ponto de dados é adicionado torna-se rapidamente incontrolável, com a complexidade que se multiplica rapidamente sobrecarregando a capacidade até mesmo do melhor supercomputador normal.

Pelo menos essa é a teoria, apoiada pelos conceitos convencionais de como funciona a física quântica clássica. Mas o Prof. Palmer argumenta que não é esse o caso.

Mecânica Quântica vs. Física Quântica Racional (MQR)

O que é o Espaço de Hilbert? A Estrutura da Energia Quântica

Os conceitos "convencionais" da física quântica são geralmente agrupados sob o termo "mecânica quântica" (MQ) e descrevem os fenômenos complexos, muitas vezes contraintuitivos, que ocorrem na escala quântica.

Um elemento fundamental relevante para os computadores quânticos é a ideia de espaço de HilbertEsse conceito expande o espaço familiar 2D ou 3D para qualquer número de dimensões e cria a estrutura matemática sobre a qual a maior parte da física quântica é construída.

“O espaço de Hilbert é um conceito matemático da geometria linear que define um espaço de dimensão infinita. Em outras palavras, ele pega conceitos geométricos que se limitam a lidar com espaços bidimensionais e tridimensionais e os expande para que possam ser usados ​​com um número infinito de dimensões.”

Por ser uma ferramenta tão fundamental da física quântica, raramente é questionada. E certamente é uma ideia "verdadeira" em geral, pois possibilitou a maioria das previsões da física quântica que foram confirmadas experimentalmente.

“Os espaços de Hilbert são cruciais em áreas como a mecânica quântica, onde fornecem a estrutura matemática para a compreensão do comportamento de partículas em escalas microscópicas. Isso inclui aplicações na resolução de equações complexas como a equação de Schrödinger, que descreve como os sistemas quânticos evoluem ao longo do tempo.”

Em sua interpretação clássica, o número de dimensões em um espaço de Hilbert cresce exponencialmente com o número de qubits usados ​​por um computador quântico. Essa interpretação depende inteiramente da natureza contínua do espaço de Hilbert, ideia que o Prof. Palmer está questionando.

Física Quântica Racional: Desafiando o Contínuo

A teoria publicada pelo físico de Oxford questiona se o Espaço de Hilbert realmente se comporta dessa maneira e aponta a natureza evasiva da gravidade quântica como um indício de que esse pode ser o caso. Ele chama sua teoria de "mecânica quântica racional" (MQR).

“Apresentamos uma teoria da física quântica baseada na noção de que a natureza contínua do espaço de estados da mecânica quântica se aproxima de algo inerentemente discreto, e argumentamos que a razão para essa discretização é a gravidade.”

A ideia é que o Espaço de Hilbert seja de fato granular, mas com espaço extremamente pequeno, já que a gravidade é muito fraca em comparação com outras forças físicas fundamentais. Ele desenvolveu essas ideias mais a fundo em um artigo científico complementar.² intitulado "Desvendando os Mistérios da Mecânica Quântica: Por que a Natureza Abomina o Contínuo".

Sem entrar em detalhes matemáticos, considera-se que o estado quântico é definido apenas em relação a certos observáveis ​​“racionais”. Isso leva a uma compreensão ligeiramente diferente de números complexos como o número imaginário √(-1) ou os chamados quatérnios, o que permite uma interpretação realista do estado quântico em RaQM, em comparação com QM.

Ou, como o Prof. Palmer coloca, sua teoria elimina alguns dos paradoxos famosos da física quântica, como o gato de Schrödinger.

“Em RaQM, os gatos não estão mais vivos e mortos simultaneamente.”

O limite de 1,000 qubits: implicações práticas para o futuro.

Uma parte essencial da premissa dos computadores quânticos ultra-poderosos é que adicionar mais qubits adiciona mais "dimensões" para resolver um problema matemático. Essa suposição se baseia na ideia de um "suprimento infinito de novo armazenamento de dados" (dimensões) pelo Espaço de Hilbert à medida que mais qubits são adicionados ao sistema.

A ideia do professor Palmer teria, portanto, sérias implicações para os computadores quânticos.

Se isso for verdade, o conteúdo de informação no estado quântico cresce linearmente com o número de qubits, e não exponencialmente como se pensava anteriormente, essencialmente quebrando a principal premissa dos computadores quânticos.

“Acima de um número crítico de qubits emaranhados, simplesmente não há informação suficiente no estado quântico para alocar sequer um bit de informação a cada dimensão do espaço de Hilbert. Quando isso acontece, os algoritmos quânticos que utilizam todo o espaço de Hilbert deixam de ter vantagem quântica sobre os algoritmos clássicos.”

O artigo estima que esse limite poderá ser atingido quando os computadores quânticos ultrapassarem aproximadamente algumas centenas até 1,000 qubits com correção de erros.

Deve-se notar que isso está muito abaixo do limite esperado para quebrar níveis importantes de criptografia, sendo necessários, por exemplo, 4,099 qubits para quebrar uma chave RSA de 2048 bits. o algoritmo de Shor, o algoritmo quântico é o que tem maior probabilidade de ser útil para fins práticos.

Se o professor Palmer estiver certo, isso pode significar que a criptografia permanecerá para sempre a salvo dos computadores quânticos como os entendemos hoje.

Como muitos protótipos de computadores quânticos estão se aproximando desse limite, sozinhos ou através do networkingProvavelmente saberemos em breve se essa ideia é verdadeira.

“A mecânica quântica (QM) superou todos os desafios experimentais que lhe foram impostos e, portanto, neste artigo, proponho um experimento que poderia ser realizado em alguns anos – se acreditarmos nos roteiros da tecnologia quântica – para testar a mecânica quântica de resposta rápida (RaQM) contra a mecânica quântica (QM).”

O conceito também poderia ter implicações importantes para a física quântica, se comprovado, muito além de limitar o potencial dos computadores quânticos. O que, por si só, poderia tornar os computadores quânticos muito importantes, mesmo que suas aplicações práticas sejam mais limitadas do que se esperava anteriormente.

“Se os computadores quânticos proporcionarem os experimentos não apenas para encontrar uma teoria sucessora da mecânica quântica, mas, mais importante ainda, para encontrar a teoria que sintetiza a física quântica e a gravitacional, isso certamente seria um resultado extraordinariamente bom para todo o trabalho que foi investido na computação quântica ao longo dos anos.”

Principais conclusões estratégicas de investimento: gerenciando o risco quântico

Este novo conceito está longe de ser comprovado e, na verdade, representa um afastamento radical do consenso dos físicos sobre a mecânica quântica. Portanto, por enquanto, trata-se apenas de uma teoria muito interessante, porém não comprovada, que existe somente no campo da matemática teórica.

No entanto, investidores em ações de computação quântica devem prestar atenção a isso, pois nos lembra que a física quântica ainda não é totalmente compreendida e apresenta potencial tanto para novas possibilidades surpreendentes quanto para limitações em suas aplicações práticas.

Outro elemento é que, se a criptografia estiver permanentemente segura contra computadores quânticos, o mesmo acontecerá com o Bitcoin, que recentemente sofreu com a narrativa de... sendo em breve "quebrada" pelos avanços na computação quântica, um tópico que também abordamos em “Análise de Investimentos Pós-Quântica: As 10 Melhores Ações para 2026".

Portanto, pode ser sensato equilibrar os dois riscos:

• Se os computadores quânticos atingirem um limite máximo de mais de 1,000 qubits, o Bitcoin estará seguro e a narrativa que fez o preço do Bitcoin cair desaparecerá.
• Se o Prof. Palmer estiver errado, os computadores quânticos podem de fato ameaçar a parte do Bitcoin de um portfólio, mas também serão capazes de realizar uma proeza de cálculo inimaginável, tanto na criptografia quanto em uma compreensão mais profunda do mundo material.

Assim, uma carteira que combine ações de computação quântica e criptomoedas provavelmente será a melhor forma de mitigar ambas as eventualidades.

Para investir em computação quântica, você pode consultar Nosso relatório de investimento sobre a Honeywell e sua subsidiária de computação quântica, quânticoou nosso artigo “5 Melhores Empresas de Computação Quântica de 2025".

Referências:

^{1Tim Palmer. Mecânica quântica racional: Testando a teoria quântica com computadores quânticos. PNAS. 123 (12) e2523350123. 16 de março de 2026. https://doi.org/10.1073/pnas.2523350123
2Tim Palmer. Desvendando os Mistérios da Mecânica Quântica: Por que a Natureza Abomina o Contínuo. Atas da Sociedade Real. Fevereiro 18, 2026. https://arxiv.org/abs/2602.16382}