Por Devanildo de Amorim Souza, membro-pesquisador do Grupo de Altos Estudos sobre Computação em Nuvem do Legal Grounds Institute.
A recente evolução nas tecnologias quânticas viabilizou o uso de computadores quânticos, sensores quânticos e redes específicas — conhecidas como Distribuição de Chaves Quânticas (QKD — Quantum Key Distribution). Segundo Jack D. Hidary (2021, p.15), a computação quântica começou a se destacar como um campo de estudo próprio por volta de 1979. Unindo a ciência da computação e a física quântica, esse campo almeja a elaboração de sistemas computacionais extremamente sofisticados, que transcendem os modelos atualmente estabelecidos e amplamente difundidos no mundo. Esses sistemas, notavelmente mais eficientes que os computadores clássicos que usam bits “0” e “1”, marcam uma revolução no processamento e manejo de informações, introduzindo uma nova era na computação.
Considerando o progresso atual em tecnologia quântica, prevê-se que a implementação de um computador quântico físico em nossos escritórios ainda seja uma realidade distante. No entanto, já é possível observar a presença da computação quântica na atualidade, especialmente na forma híbrida, através dos serviços de computação em nuvem. Essa modalidade habilita a exploração e aplicação das vantagens da computação quântica, dispensando a necessidade da existência física de um equipamento quântico no local onde a atividade está sendo concebida.
Com referência à realidade presente, a implementação física dos computadores quânticos é restrita a ambientes de alta especialização, principalmente devido a uma série de desafios técnicos de grande relevância. Tais desafios englobam a necessidade de temperaturas extraordinariamente baixas (equivalentes a -273°C ou 0K) para evitar interferências térmicas, a limitação no número de qubits disponíveis, a rápida dissolução do estado quântico dos qubits (fenômeno conhecido como decoerência) por interações com o ambiente, erros de medição originados pela perturbação de estados quânticos e as dificuldades técnicas e custos associados à escalabilidade dos sistemas quânticos.
No atual panorama tecnológico empresas como IBM [1], Microsoft [2], Google [3] e Rigetti [4] disponibilizam computadores quânticos por meio de serviços em nuvem [5]. Além disso, elas oferecem kits de desenvolvimento para esses computadores, compostos por plataformas de desenvolvimento, simuladores, linguagens e bibliotecas. Além disso, já se encontram disponíveis kits de desenvolvimento tais como o QisKit da IBM [6], o Cirq do Google [7], o Azure Quantum da Microsoft [8] e o Forest da Rigetti [9]. Esses kits, oferecidos gratuitamente, representam ferramentas essenciais que habilitam os desenvolvedores a experimentar e simular o desenvolvimento de softwares, proporcionando a possibilidade de inicialmente testá-los em computadores quânticos reais para a obtenção de resultados [10]. Essa disponibilidade imediata de recursos representa uma contribuição significativa para o avanço do conhecimento prático da computação quântica.
No alvorecer do ano 2022, o computador quântico mais proeminente em operação era o “Eagle Quantum”, um produto emblemático da IBM, ostentando uma capacidade de 127 qubits. No entanto, em um avanço notável, a IBM anunciou em novembro de 2022 a inauguração de um novo computador quântico, batizado de “IBM Osprey”. Esse inovador sistema é equipado com um processador de 433 bits quânticos (qubits), superando em mais de três vezes a capacidade do antecessor IBM Eagle, lançado no ano anterior [11].
A distinção fundamental entre um computador quântico e um computador clássico é a abordagem única e revolucionária com a qual eles processam as informações. Enquanto os computadores clássicos operam com bits que existem em um estado definido de 0 ou 1, os computadores quânticos, por outro lado, utilizam qubits. Um qubit é semelhante a um bit clássico, pois pode assumir 0 ou 1 como estados, mas difere de um bit porque também pode assumir uma faixa contínua de valores representando uma superposição de estados.
Graças aos fenômenos quânticos da superposição e do emaranhamento, os qubits têm a capacidade de existir em múltiplos estados simultaneamente. A superposição permite que os qubits ocupem diferentes estados de maneira simultânea, possibilitando que um computador quântico processe uma quantidade massiva de informações ao mesmo tempo. Isso confere ao computador quântico um potencial muito maior em relação ao processamento de dados em comparação com um computador clássico.
O emaranhamento quântico ocorre quando os qubits se tornam interconectados e o estado de um qubit não pode ser descrito independentemente do estado do outro. Isso significa que informações podem ser compartilhadas entre qubits instantaneamente, independentemente da distância que os separa. Essa propriedade abre caminho para uma forma inovadora de computação paralela.
A computação quântica, graças à sua peculiaridade de explorar simultaneamente uma infinidade de possibilidades, detém um potencial promissor para revolucionar a área de aprendizado de máquina, um segmento fundamental da inteligência artificial. O ritmo acelerado de processamento dos computadores quânticos pode minimizar o tempo necessário para o treinamento de algoritmos, ao passo que sua capacidade de gerir um volume extenso de dados e executar cálculos de grande complexidade pode ser decisiva no tratamento de problemas de grande escala inerentes ao aprendizado de máquina.
Além disso, a computação quântica é especialmente adequada para problemas de otimização, que são comuns no aprendizado de máquina, oferecendo soluções mais eficientes. A habilidade dos computadores quânticos em realizar redução de dimensionalidade pode simplificar dados complexos de maneira mais eficaz. Ademais, algoritmos quânticos, como o de Grover, podem melhorar a eficiência em tarefas comuns de aprendizado de máquina, como classificação e agrupamento. No entanto, a computação quântica ainda está em seus estágios iniciais, com muitas dessas potencialidades ainda em fase de pesquisa teórica e experimental.
No entanto, é notoriamente reconhecido no universo da tecnologia e inovação que os avanços não apenas ocorrem, mas também evoluem com uma velocidade e dinamismo impressionantes. Tal fenômeno é alimentado pelo incessante anseio humano por progresso, pela capacidade de inovação que se multiplica em uma escala global e pelo poder transformador que a confluência de diversas disciplinas científicas e tecnológicas pode gerar.
Nesse sentido, a incorporação de chips quânticos em computadores clássicos é uma tendência emergente na computação quântica. Devido aos desafios envolvidos na operação de computadores quânticos autônomos, que exigem condições extremas e altamente controladas, o caminho mais prático para o uso mais amplo da computação quântica pode ser através de sistemas híbridos. Esses sistemas combinam a velocidade e a capacidade de processamento de dados dos computadores quânticos com a estabilidade e a familiaridade dos computadores clássicos. No entanto, ainda estamos nos estágios iniciais dessa tecnologia e muito ainda precisa ser aprendido e desenvolvido antes que a presença de chips quânticos se torne comum em nossos dispositivos de computação cotidianos.
A computação quântica, com seu potencial de decifrar algoritmos criptográficos atualmente considerados seguros sob a égide da computação clássica, promete provocar mudanças expressivas no que concerne à proteção de dados. Ademais, essa tecnologia tem o potencial de dar um impulso considerável ao aprendizado de máquina, especialmente na análise de grandes volumes de dados. Dessa forma, pode ser necessário revisar e atualizar as leis vigentes de proteção de dados para enfrentar ameaças que possam comprometer a privacidade tanto individual quanto coletiva, e para fomentar a implementação de protocolos de criptografia quântica mais seguros. Com isso em vista, é prudente considerar que dados sensíveis, atualmente resguardados, possam estar suscetíveis a futuras vulnerabilidades.
Em virtude do constitucionalismo contemporâneo, que valoriza e defende a ideia de dignidade da pessoa humana – considerada como o pilar fundamental da democracia – observa-se que esse valor supremo [12] assume papel central na Constituição da República Federativa do Brasil de 1988 (CRFB/88) [13]. Na citada Constituição, o ser humano é expressamente destacado como um fim em si mesmo, e não um meio para outros fins [14]. Isso impõe ao Estado o dever incontestável de assegurar a cada indivíduo uma existência digna e o respeito à sua essência humana. Sob essa ótica, a ordem econômica é interpretada não como um fim autônomo, mas como uma ferramenta para a consecução da dignidade pessoa humana. Assim, é reforçada a premissa de que o ser humano deve estar no epicentro das decisões econômicas, em vez de ser relegado a uma posição periférica.
A Constituição da República Federativa do Brasil de 1988 (CRFB/88) consagra a dignidade da pessoa humana como um dos pilares fundantes da República, enfatizando a necessidade de harmonizar os interesses econômicos com a indispensável promoção da dignidade humana. Esta, por sua natureza intrínseca, atua como uma barreira contra o exercício abusivo do poder e qualquer retrocesso que possa menosprezar a condição humana.
A palavra “dignidade” é utilizada para descrever tanto o comportamento de uma pessoa quanto um atributo intrínseco da pessoa humana. Neste último caso, é considerada como um valor inerente a todo ser racional, independentemente de seu comportamento. É nesse sentido que a Constituição protege a dignidade da pessoa humana como fundamento do Estado Democrático de Direito, conforme ensinam os juristas José Afonso da Silva, Fernando Garrido Falia, José Gomes Canotilho e Vital Martins Moreira. Dessa forma, mesmo diante de um comportamento indigno, a pessoa não é privada dos direitos fundamentais que lhe são inerentes, exceto nos casos em que ocorre a aplicação de penalidades devidamente reguladas, observando os princípios da razoabilidade e proporcionalidade, conforme previsto na própria Constituição – pois em um sistema democrática de direito não se comporta abusos.
Assim, torna-se imprescindível que o progresso tecnológico seja direcionado para favorecer um desenvolvimento humano sustentável, levando em consideração os impactos sociais, econômicos e ambientais, com o propósito intransigente de salvaguardar a dignidade da pessoa humana e os direitos fundamentais [15].
Logo, tanto a proteção de dados pessoais quanto a evolução tecnológica devem manter o respeito a condição humana — honrando o valor supremo da dignidade da pessoa humana, expressamente estabelecido no artigo 1°, III, da Constituição da República Federativa do Brasil de 1988, sempre orientadas a promover a igualdade e o bem-estar social. Qualquer restrição aos direitos e garantias fundamentais deve ser considerada como uma medida excepcional, sendo admissível somente em situações de gravidade ou urgência excepcionais que, de acordo com os preceitos legais, justifiquem a limitação desses direitos.
[1] IBM. IBM Quantum systems. Disponível em: https://www.ibm.com/quantum/systems. Acesso em: 22 jun. 2023.
[2] MICROSOFT. Azure Quantum cloud servisse. Disponível em: https://azure.microsoft.com/en-us/services/quantum/. Acesso em: 22 jun. 2023.
[3] GLOOGLE. Get started with tools and documentation. Disponível em: https://quantumai.google/. Acesso em: 22 jun. 2023.
[4] RIGETTI. Think quantum. Disponível em: https://www.rigetti.com/. Acesso em: 22 jun. 2023.
[5] SILVEIRA, Regina Melo. Internet quântica: realidade ou sonho?. Disponível em: https://ciaca-conf.org/wp-content/uploads/2022/11/3_CIAWI2022_PT_R_057.pdf. Acesso em: 22 jun. 2023.
[6] QISKIT. Disponível em: https://github.com/Qiskit. Acesso em: 22 jun. 2023.
[7] QUANTUMLIB CIRQ. Disponível em: https://github.com/quantumlib/Cirq. Acesso em: 22 jun. 2023.
[8] MICROSOFT QUANTUM. Disponível em: https://github.com/Microsoft/Quantum. Acesso em: 22 jun. 2023.
[9] RIGETTI PYQUIL. Disponível em: https://github.com/rigetti/pyquil. Acesso em: 22 jun. 2023.
[10] HIDARY, Jack D. Quantum computing: an applied approach. Second Edition. Cham: Springer, 2021.
[11] IBM. IBM revela processador quântico de mais de 400 qubits e IBM Quantum System Two de próxima geração. 2022. Disponível em: https://www.ibm.com/blogs/ibm-comunica/processador-quantico-400qubits-ibm-quantum-system-two/. Acesso em: 22 jun. 2023.
[12] KANT, Immanuel. A metafísica dos costumes. Tradução Edson Bini. São Paulo: Edipro, 2008. p. 277.
[13] BRASIL. Constituição da República Federativa do Brasil de 1988. Disponível em: https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/constituicao/constituicaocompilado.htm. Acesso em: 22 jun. 2023.
[14] SILVA, José Afonso da. A dignidade da pessoa humana com valor supremo da democracia. Revista de direito administrativo, v. 212, 1998. p. 89.
[15] MINHARRO, Erotilde Ribeiro dos Santos; SOUZA, Devanildo de Amorim. Impactos e desafios da inteligência artificial: uma análise do chatgpt e suas implicações. Revista LTr, 2023. pp. 599-604.
