Alguns dos computadores quânticos mais avançados do mundo operam em temperaturas abaixo de 15 milikelvin, dezenas ou centenas de vezes mais frias que o espaço profundo. Esse ambiente extremo não existe para tornar o processador “mais rápido”. Ele existe porque a informação quântica é extremamente frágil. Calor, vibração, radiação e interferência eletromagnética podem destruir os estados utilizados no cálculo. O frio é, portanto, uma boa porta de entrada para entender tanto o potencial quanto a dificuldade real da computação quântica.

Resumo Infoalfa

Processadores quânticos supercondutores, como os utilizados pela IBM e pelo Google, trabalham em temperaturas de poucos milikelvin, muito abaixo dos aproximadamente 2,7 kelvin da radiação cósmica de fundo.

Nem toda arquitetura quântica exige exatamente esse regime. Íons aprisionados, átomos neutros e sistemas fotônicos utilizam condições físicas diferentes.

O maior desafio da área não é simplesmente aumentar a quantidade de qubits. É manter operações suficientemente precisas para construir qubits lógicos corrigidos contra erros e executar cálculos úteis em escala.

Por que um computador precisa ficar mais frio que o espaço

Em agosto de 2026, a IBM anunciou que havia conectado dois novos módulos criogênicos capazes de atingir temperaturas abaixo de 15 milikelvin.

Um milikelvin corresponde a um milésimo de kelvin.

O zero absoluto é 0 kelvin, equivalente a aproximadamente -273,15°C.

A radiação cósmica de fundo, frequentemente utilizada como referência para a temperatura média do espaço profundo, está perto de 2,7 K.

Isso significa que um processador supercondutor operando a 0,015 K está muito mais frio que essa referência.

Essa comparação é impressionante, mas não deve ser interpretada como se todo o espaço tivesse literalmente uma temperatura única ou como se qualquer computador quântico precisasse desse valor.

A exigência está ligada à arquitetura utilizada.

O frio serve para reduzir interferências

Qubits supercondutores são circuitos artificiais construídos para apresentar comportamento quântico controlável.

Para isso, utilizam materiais que entram no estado supercondutor em temperaturas extremamente baixas.

Nesse regime, correntes podem circular sem resistência elétrica convencional e níveis de energia quânticos conseguem ser manipulados com sinais de micro-ondas.

Calor significa movimento e excitação.

Quanto maior a energia térmica no ambiente, maior a chance de o qubit sofrer transições indesejadas ou perder a informação armazenada.

Resfriar o sistema reduz parte desse ruído.

Não elimina todos os erros.

O verdadeiro problema é impedir que o mundo interfira no qubit

Informação quântica é sensível ao ambiente.

Interações com calor, radiação, defeitos de materiais, ruído eletromagnético e vibrações podem alterar o estado do qubit.

Esse processo é chamado de decoerência.

Um qubit não precisa “quebrar” fisicamente para deixar de servir ao cálculo.

Basta perder a relação quântica que o algoritmo precisava preservar.

Por isso, sistemas quânticos combinam criogenia, blindagem, eletrônica de controle, calibração e software de correção.

O computador não é apenas o pequeno chip visto nas fotografias.

A máquina completa inclui uma enorme infraestrutura ao redor dele.

Como funciona um refrigerador de diluição

Processadores supercondutores normalmente ficam dentro de refrigeradores de diluição.

Essas máquinas utilizam misturas de isótopos de hélio para atingir temperaturas extremamente baixas de forma contínua.

A estrutura interna possui vários estágios térmicos.

Cada camada reduz gradualmente a temperatura antes de chegar à região onde o processador está instalado.

Cabos precisam levar sinais eletrônicos da temperatura ambiente até o chip sem transportar calor demais junto.

Filtros e atenuadores reduzem ruído.

O resultado visual é aquela estrutura metálica em forma de lustre associada frequentemente à computação quântica.

Um qubit não é simplesmente “0 e 1 ao mesmo tempo”

Essa explicação popular ajuda a introduzir o assunto, mas também cria confusão.

Um qubit possui estados básicos que podem ser associados a 0 e 1.

Antes da medição, o estado pode ser uma combinação quântica desses dois estados básicos.

Essa combinação é chamada de superposição.

Isso não significa que o computador esteja armazenando dois valores clássicos independentes ao mesmo tempo.

O poder computacional surge da capacidade de manipular amplitudes quânticas e produzir interferência entre caminhos possíveis do cálculo.

Quando o qubit é medido, aparece um resultado clássico.

Interferência é tão importante quanto superposição

Algoritmos quânticos precisam fazer mais do que criar muitas possibilidades.

Eles precisam aumentar a probabilidade das respostas úteis e reduzir a das respostas indesejadas.

Isso ocorre por interferência quântica.

É uma das razões pelas quais computador quântico não deve ser descrito simplesmente como máquina que “testa todas as respostas ao mesmo tempo”.

Se não houver estrutura matemática capaz de manipular as amplitudes, criar superposição sozinho não resolve o problema.

Nem todo computador quântico funciona da mesma maneira

Supercondutores são apenas uma das plataformas em disputa.

Íons aprisionados utilizam átomos carregados mantidos por campos eletromagnéticos.

Átomos neutros podem ser posicionados por armadilhas ópticas e controlados com lasers.

Sistemas fotônicos utilizam partículas de luz.

Existem ainda propostas baseadas em spins, pontos quânticos e outras tecnologias.

Cada arquitetura possui vantagens e dificuldades próprias.

Íons podem ter excelentes tempos de coerência, mas operações podem ser mais lentas.

Supercondutores permitem fabricação integrada e portas rápidas, mas exigem criogenia extrema.

Fotônica reduz determinadas necessidades de refrigeração, mas enfrenta desafios para gerar, manipular e detectar fótons em grande escala.

Isso impede tratar “computador quântico” como uma única máquina padronizada.

Ter mais qubits não significa ter o melhor computador

Um processador com mil qubits muito ruidosos pode ser menos útil que outro com quantidade menor e operações muito mais precisas.

O número bruto de qubits é apenas uma métrica.

Também importam fidelidade das portas, conectividade, tempo de coerência, velocidade de operação e capacidade de correção de erros.

É por isso que comparar empresas apenas pelo número anunciado de qubits pode ser enganoso.

A qualidade das operações determina quantos cálculos podem ser executados antes de o erro dominar o resultado.

Qubit físico e qubit lógico são coisas diferentes

Um qubit físico é o elemento quântico individual implementado no hardware.

Ele é vulnerável a erros.

Um qubit lógico é uma representação construída a partir de vários qubits físicos e de códigos de correção de erros.

O objetivo é distribuir a informação de maneira que determinados erros possam ser detectados e corrigidos sem destruir o estado lógico.

Essa diferença é central para o futuro da área.

Uma máquina capaz de manter milhares ou milhões de qubits físicos não será necessariamente útil se não conseguir transformá-los em qubits lógicos confiáveis.

Correção de erros é o verdadeiro problema de escala

Computadores clássicos também possuem erros físicos, mas a tecnologia digital moderna consegue reduzi-los a níveis extremamente baixos.

No mundo quântico, medir diretamente o estado para descobrir o erro pode destruir a própria informação.

Códigos de correção precisam detectar sinais do erro indiretamente.

Isso exige qubits auxiliares, operações adicionais e alta fidelidade.

Durante anos, o custo físico para criar um único qubit lógico útil foi enorme.

Avanços recentes começam a reduzir essa distância.

Em julho de 2026, IBM e Universidade de Chicago anunciaram um experimento utilizando 70 qubits lógicos codificados em circuitos de alta fidelidade.

Resultados desse tipo são relevantes porque deslocam a competição do simples número de qubits físicos para a qualidade do cálculo corrigido.

Vantagem quântica experimental não significa produto comercial

Pesquisadores já demonstraram cálculos que seriam extremamente difíceis de reproduzir por métodos clássicos conhecidos.

Isso é chamado de vantagem quântica em determinados contextos.

O problema é que muitos desses experimentos foram construídos especificamente para demonstrar desempenho do hardware.

Resolver um benchmark artificial mais rápido que um supercomputador não significa automaticamente resolver um problema industrial de grande valor.

Uma aplicação comercial precisa entregar vantagem suficiente para compensar custo, complexidade, integração e infraestrutura.

Química e materiais continuam entre as aplicações mais promissoras

Sistemas quânticos obedecem às mesmas regras fundamentais que moléculas e materiais.

Isso torna simulação quântica uma aplicação natural.

Pesquisadores investigam uso em química, catalisadores, baterias, novos materiais e descoberta de medicamentos.

Também existem estudos em otimização, finanças e aprendizado de máquina.

Nem todas essas áreas demonstraram vantagem comercial.

Parte do setor ainda trabalha com hipóteses sobre o que máquinas maiores poderão fazer.

Computador quântico não substituirá notebook

A maioria das tarefas executadas por computadores convencionais não possui vantagem conhecida em hardware quântico.

Navegar na internet, editar textos, assistir a vídeos e administrar bancos de dados continuam sendo atividades muito bem atendidas por processadores clássicos.

Sistemas quânticos provavelmente funcionarão como aceleradores especializados.

Um computador clássico prepara o problema, envia determinadas etapas ao processador quântico e interpreta o resultado.

Isso se parece mais com a relação atual entre CPU e aceleradores especializados do que com uma substituição completa da computação convencional.

A ameaça à criptografia é real, mas não é imediata

Algoritmos quânticos conhecidos podem, em princípio, quebrar sistemas de criptografia de chave pública amplamente utilizados hoje.

Isso inclui famílias baseadas em fatoração e logaritmo discreto.

Mas executar esses ataques exigiria uma máquina quântica tolerante a falhas muito maior do que as disponíveis atualmente.

Ninguém demonstrou hoje uma máquina capaz de quebrar em escala prática os principais sistemas criptográficos usados na internet.

Mesmo assim, esperar essa máquina existir para começar a migração seria tarde demais.

A criptografia pós-quântica já começou

O NIST publicou em 2024 seus três primeiros padrões principais de criptografia pós-quântica.

Esses algoritmos rodam em computadores clássicos.

O objetivo é substituir gradualmente sistemas vulneráveis a futuros ataques quânticos.

Em 2026, o NIST continua recomendando que organizações iniciem essa migração.

Existe também o risco conhecido como harvest now, decrypt later.

Um invasor pode capturar hoje dados criptografados e armazená-los para tentar descriptografá-los no futuro, quando a tecnologia estiver disponível.

Informações que precisam permanecer secretas durante muitos anos são especialmente relevantes nesse cenário.

Onde o Brasil está nessa corrida

O Brasil possui grupos acadêmicos trabalhando em computação, comunicação e sensoriamento quântico.

O Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas mantém o QuantumTec, laboratório voltado a tecnologias quânticas de segunda geração.

Em 2025, o governo da Paraíba apresentou ao MCTI proposta para criação de um centro de excelência em computação quântica em João Pessoa.

A proposta incluía aquisição de equipamento estrangeiro, transferência de tecnologia e formação de pesquisadores.

O desafio brasileiro não está apenas em comprar uma máquina.

Computação quântica exige físicos, engenheiros, especialistas em criogenia, eletrônica, matemática, software e ciência de materiais.

Formar essa base leva anos.

A infraestrutura revela o estágio real da tecnologia

A física quântica funciona.

Qubits existem.

Algoritmos foram demonstrados.

Máquinas podem ser acessadas remotamente hoje.

Isso não significa que o setor esteja pronto para substituir infraestrutura computacional tradicional.

O tamanho dos refrigeradores, a quantidade de cabos, os sistemas de controle e a complexidade da correção de erros mostram o quanto ainda precisa ser resolvido para transformar experimentos avançados em computação industrial previsível.

Esse contraste não reduz a importância da tecnologia.

Ele ajuda a colocá-la no estágio correto.

LEITURA INFOALFA

A temperatura extrema funciona quase como uma metáfora involuntária para o estágio atual da computação quântica. A física já funciona e as máquinas existem, mas manter informação quântica utilizável exige um nível extraordinário de controle ambiental, engenharia e correção de erros. A pergunta relevante deixou de ser se computadores quânticos são possíveis. Agora é quanto dessa física extraordinária conseguiremos transformar em computação útil, confiável e economicamente justificável.

Fontes consultadas