Fernando Alcoforado*
Este é o resumo do artigo de 8 páginas que pretende demonstrar que a combinação da Inteligência Artificial e da Computação Quântica constituirá a maior revolução tecnológica da história. A computação quântica poderá acelerar enormemente a evolução da Inteligência Artificial, que, quando se tornar ainda mais poderosa, contribuirá para o desenvolvimento dos computadores quânticos do futuro. Este artigo apresenta como funcionam a Inteligência Artificial, a Computação Quântica e o que resultará da combinação de ambas.
Inteligência artificial (IA) é uma tecnologia computacional ou um conjunto de tecnologias como redes neurais artificiais, algoritmos e sistemas de aprendizagem cujo objetivo é imitar as capacidades mentais humanas, tais como: raciocínio, percepção ambiental e capacidade de tomada de decisão. A tecnologia é desenvolvida com o objetivo de que as máquinas possam resolver uma série de problemas, abrangendo desde a grande complexidade da gestão governamental e industrial até as tarefas diárias dos homens e mulheres modernos. Para fazer isso, a IA utiliza tecnologia de aprendizagem sofisticada, permitindo-lhe aprender com um grande conjunto de dados e agir por conta própria. O objetivo geral da IA é criar máquinas que possam operar no mesmo nível de capacidade cognitiva que os humanos, ou mesmo superá-lo. Nos últimos anos, a IA emergiu como uma força transformadora em vários setores, revolucionando a forma como as empresas conduzem os negócios.
A inteligência artificial promove a redução de erros humanos porque os computadores não cometem esses erros se forem programados corretamente. Com a Inteligência Artificial, as decisões são tomadas com base em informações previamente coletadas por meio da aplicação de um determinado conjunto de algoritmos. Assim, os erros são reduzidos e a possibilidade de obter exatidão com maior grau de precisão é uma possibilidade alcançável. A inteligência artificial assume riscos em vez dos humanos. Esta é uma das maiores vantagens da Inteligência Artificial porque podemos superar muitas limitações de risco que envolvem vidas humanas ao desenvolver um robô de IA que pode fazer coisas arriscadas por nós. Entre as possibilidades temos ir a Marte, desarmar uma bomba, explorar as partes mais profundas dos oceanos, minerar carvão e petróleo e muitas outras. A inteligência artificial fornece decisões mais rápidas, fazendo com que as máquinas tomem decisões mais rapidamente do que os humanos. A máquina alimentada por IA funciona conforme programado e fornecerá resultados mais rapidamente. A inteligência artificial impulsiona a inovação em quase todas as áreas que ajudarão os humanos a resolver os problemas mais complexos.
Os computadores quânticos funcionam com uma lógica bem diferente daquela presente nos computadores eletrônicos atuais. Os computadores quânticos têm provado ser a mais nova resposta em Física e Computação para problemas relacionados com a capacidade limitada dos computadores eletrônicos cuja velocidade e capacidade de processamento estão intimamente relacionadas com o tamanho dos seus componentes. Os computadores quânticos são bons em trabalhar com muitas variáveis simultaneamente, ao contrário dos computadores atuais, que apresentam muitas limitações na realização deste tipo de tarefa. Desta forma, espera-se que computadores quânticos possam ser utilizados para simular sistemas extremamente complexos, como sistemas biológicos, meteorológicos, astronômicos, moleculares, etc. Com um computador clássico convencional, se precisasse realizar 100 cálculos diferentes, teria que processá-los um de cada vez, enquanto com um computador quântico poderia realizá-los todos de uma vez. A situação atual em que somos forçados a utilizar computadores clássicos para cálculos mudará drasticamente.
Estamos nos limites do poder de processamento de dados dos computadores tradicionais. É por isso que há uma corrida entre os maiores líderes da indústria de tecnologia para determinar quem será o primeiro a lançar um computador quântico viável que seria exponencialmente mais poderoso do que os computadores atuais para processar todos os dados que geramos todos os dias e resolver todos os problemas cada vez mais complexos. Os computadores atuais têm limitações, por exemplo na área da Inteligência Artificial, onde não existem computadores com potência ou velocidade de processamento suficientes para suportar IA avançada. Assim, surgiu a necessidade de criar um computador alternativo aos habituais que pudesse resolver problemas de IA, ou outros como a simulação de problemas de Física Quântica. Os computadores quânticos permitirão uma série de aplicações úteis, como a modelação de variações de reações químicas para descobrir novos medicamentos, o desenvolvimento de tecnologias de imagem para a indústria da saúde para detectar problemas no corpo ou a aceleração da forma como baterias, novos materiais e eletrônica flexível são desenvolvidos. Isso fará toda a diferença no processamento de dados.
Existem campos em que os computadores quânticos apresentam grande vantagem sobre os computadores clássicos, por exemplo, nas áreas de química e biotecnologia. As reações de materiais, em princípio, envolvem efeitos quânticos. Um computador quântico que usasse os próprios fenômenos quânticos permitiria cálculos que poderiam facilmente incorporar efeitos quânticos e seria muito eficaz no desenvolvimento de materiais como catalisadores e polímeros. Isto pode levar ao desenvolvimento de novos medicamentos que antes eram inviáveis, contribuindo assim para a melhoria da saúde das pessoas. Além disso, na área de finanças, por exemplo, como as fórmulas para negociação de opções são semelhantes às dos fenômenos quânticos, espera-se que os cálculos possam ser realizados de forma eficiente em computadores quânticos.
Segundo especialistas na área, a computação quântica pode acelerar bastante a evolução da inteligência artificial, tornando-a bastante poderosa. Com a relação entre a computação quântica e a IA, é possível ter a utilização de capacidades e algoritmos de computação quântica em tarefas de IA, bem como ter sistemas de IA “clássicos” que são aplicados a dados provenientes de sistemas quânticos, com o objetivo de evoluir esses sistemas. Um computador quântico tem a natureza inerente de ser probabilístico. Graças a fenómenos como a sobreposição e o emaranhamento, são capazes de codificar distribuições de probabilidade muito mais complexas do que nos modelos clássicos, sendo mesmo capazes de criar dados que representem verdadeiramente a distribuição de probabilidade existente, e que não sejam tendenciosos, como acontece com modelos tradicionais. Portanto, para alguns, estes são os primeiros sistemas em que o uso de computadores quânticos se revelará uma grande vantagem.
Outra questão interessante é se seria possível usar a computação quântica para evoluir as IA atuais, criando novos tipos de IA que sejam mais inteligentes ou possam fazer mais coisas. Todo e qualquer setor que lida com grande volume de dados, e dados que apresentam grandes complexidades, teria muito a ganhar com o trabalho conjunto dessas duas tecnologias. Isso significa que os computadores quânticos são capazes de impulsionar as IAs. O problema é que dizer isto é quase o mesmo que dizer “todos os setores da sociedade moderna”, como os setores financeiro, da saúde e das telecomunicações. No setor financeiro, praticamente todas as atividades de otimização seriam melhoradas. Seria possível otimizar a alocação de capital, ativos, escolha e gestão de carteiras, entre outros. Na área de medicina e farmácia existem algumas utilizações como análise e modelagem precisa de moléculas para novos medicamentos, seleção de grupos para ensaios clínicos, processos de otimização de recursos hospitalares e até distribuição de serviços de saúde em uma determinada cidade, por exemplo. Nas telecomunicações, assim como no setor financeiro, as tarefas de otimização seriam o foco principal, como o tráfego e as redes de comunicação.
A otimização dos setores financeiro, da saúde e das telecomunicações apresenta um grande potencial de redução dos recursos consumidos, o que permite reduzir custos e melhorar o serviço oferecido por estes setores. Quanto a outras aplicações, haverá grandes avanços nas consultorias empresariais e tecnológicas que poderão ajudar os seus clientes a visualizar como aplicar estas tecnologias emergentes aos seus contextos. Isso ajudará empresas de diversos setores a entender melhor os dados que possuem, extrair deles inteligência superior e, consequentemente, oferecer melhores serviços. A combinação de IA e computação quântica já é uma realidade, além das pesquisas acadêmicas, pois muitas empresas, desde startups até gigantes da tecnologia, têm iniciativas gigantescas para explorar essa combinação. Empresas como a Zapata Computing, nos Estados Unidos, a Xanadu, no Canadá, e até a IBM têm projetos, sejam eles internos ou em parceria com potenciais clientes e/ou indústrias, nos quais a combinação destas tecnologias tem sido utilizada. Um exemplo vem da parceria entre IBM e Moderna, que se uniram para combinar computação quântica e IA e desenvolver diversos tratamentos baseados em mRNA, que foi a tecnologia que permitiu o surgimento de uma das primeiras e mais eficazes vacinas para COVID-19 durante a pandemia.
Do exposto, fica bastante evidente a possibilidade de que a computação quântica possa acelerar muito a evolução da Inteligência Artificial, que, ao se tornar ainda mais poderosa, contribuirá, também, para o desenvolvimento dos computadores quânticos do futuro.
Biografia de Alcoforado
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