Hoje é amplamente reconheceu que o futuro da computação envolverá o reino quântico. Empresas como Google, Microsoft, IBM e algumas startups bem financiadas estão construindo freneticamente computadores quânticos e reivindicando rotineiramente avanços que parecem trazer ao seu alcance esta tecnologia exótica e revolucionária. Em 1979 tudo isto era impensável. Mas naquele verão, dois cientistas encontraram-se no Oceano Atlântico, na costa de Porto Rico, e a sua conversa aquática levou a um conjunto de trabalhos que criou a teoria da informação quântica. Num sentido mais amplo, as suas contribuições ajudaram a trazer a ciência da computação para a era quântica.
Esses cientistas encharcados, Charles Bennett e Gilles Brassard, são agora os mais recentes beneficiários do Prêmio ACM AM Turingo Prêmio Nobel da área.
Até aquela reunião de 1979, havia uma desconexão entre a ciência da informação e a física. Este último campo sofreu uma ruptura no início do século XX, quando os físicos descobriram a mecânica quântica, uma explicação mais profunda de como o universo funcionava e que substituiu a física clássica de Issac Newton. A ciência da computação, porém, não levou em conta o mundo quântico, exceto ter de lidar com seus efeitos em minúsculos chips, onde o comportamento dos elétrons era relevante.
“Na década de 1950 até a década de 1980, as pessoas pensavam que os efeitos quânticos ocorriam em coisas muito pequenas e como uma fonte de ruído – era preciso entender a teoria quântica para construir transistores”, explica Bennett. “As pessoas consideravam a mecânica quântica um incômodo.” Ele e Broussard descobriram métodos – como o lançamento quântico de moedas e emaranhamento quântico– que transformou as desvantagens percebidas da realidade quântica em uma ferramenta poderosa.
No momento do encontro, Bennett estava em uma encruzilhada de carreira; ele ingressou na IBM em 1973, mas fez uma pausa de anos nas publicações acadêmicas. Uma fonte de fascínio contínuo foi uma ideia partilhada por um colega de faculdade, Steven Weisner – de que a utilização de uma forma quântica de criptografia poderia permitir dinheiro digital que não pudesse ser falsificado. (Sim, Weisner imaginou a criptomoeda no final da década de 1960!) Na conferência de 1979, Bennett viu que um criptógrafo chamado Brassard estava presente – ele havia acabado de concluir uma dissertação sobre criptografia de chave pública – e o localizou no exterior.
“Então, lá estava eu nadando na praia quando um completo estranho veio até mim e começou a me contar que um amigo dele descobriu que podemos usar a mecânica quântica para fazer notas bancárias acessíveis do nada”, Broussard me conta. “Se eu estivesse em terra firme, teria corrido para salvar minha vida, mas estava preso no oceano, então escutei educadamente.” Embora Brassard não tivesse nenhum interesse anterior em física, ele ficou intrigado com a abordagem, e a dupla acabou publicando uma teoria chamada BB84, essencialmente criando uma alternativa à criptografia clássica de chave pública baseada no que se tornaria a teoria da informação quântica. De repente, o mundo quântico tornou-se uma fonte de soluções – se os cientistas conseguissem inventar os mecanismos para que isso acontecesse. Como disse Yannis Ioannidis – presidente da ACM, que concede o Prémio Turing – numa declaração: “Bennett e Brassard mudaram fundamentalmente a nossa compreensão da própria informação”.
Ambos os cientistas se esforçam para dizer que o seu trabalho original não levou diretamente à atual luta para construir computadores quânticos. Bennett observa que em uma conferência de 1981 no MIT, o lendário físico Richard Feynman “afirmou que, como a natureza é quântica, provavelmente alguns trabalhos computacionais precisariam ser realizados por um computador quântico”. Ele também credita ao físico David Deutsch para ideias-chave sobre computadores quânticos. Bennett e Brassard tornaram-se parte desse esforço.
“A computação quântica foi inventada independentemente de nós, mas depois entramos em ação”, diz Brassard. “Fui a primeira pessoa a projetar um circuito quântico para fazer teletransporte quântico.” Brassard e Bennett’s trabalhar em teletransporteembora ainda em estágio experimental, agora faz parte da tradição quântica. Brassard disse que “um dia, isso alimentará a Internet quântica”.
