Algoritmo clássico X algoritmo quântico: uma comparação do incomparável

Para começar este artigo primeiro eu vou explicar o conceito de algoritmo.

Algoritmo é uma sequência de instruções lógicas muito bem definidas e finita escrita em uma linguagem de programação. Onde o programador passa instruções para a máquina executar uma tarefa ou resolver um problema.

Muitos usam a analogia de receita de bolo porque tem um passo a passo a ser seguido.

Computação clássica X computação quântica

O algoritmo clássico atende a necessidade da computação clássica onde o computador é baseado na arquitetura de Von Neumann, com unidades de bits e bytes (0,1) simplificando, sistema binário. Que distingue elementos de processamento e armazenamento de dados. O processador e a memória são destacados por um barramento de comunicação em um processamento sequencial.

O algoritmo quântico atende a necessidade da computação quântica onde o elemento central é qubit (abreviatura de bit quântico), que se diferencia por assumir o estado (0,1), ou seja, é 0 e 1 ou ambos ao mesmo tempo, que pode trabalhar simultaneamente, o que aumenta consideravelmente a capacidade de processamento do computador.

Resumindo, se na computação clássica o processamento é sequencial, na computação quântica ele é simultâneo.

O algoritmo quântico é um procedimento passo a passo o qual pode ser executado em um computador quântico, e isso envolve propriedades quânticas, como sobreposição e emaranhamento. Onde sobreposição são todos os estados possíveis e antes do ato de medir o qubit está em ambos estados e emaranhamento é um fenômeno físico que ocorre quando grupos de partículas não podem ser descritos independentemente do estado do outro. Vou explicar mais sobre esses dois conceitos nas próximas postagens.

As imagens abaixo mostram um algoritmo clássico escrito em Python e um algoritmo quântico escrito em Qiskit (SDK de código aberto para trabalhar com computadores quânticos no nível de pulsos, circuitos e módulos de aplicativos)

Minha intenção ao escrever este post é de compartilhar um pouco de tudo que tenho aprendido para desenvolver algoritmos para o mercado financeiro tanto algoritmo clássico quanto quântico. Fiz apenas uma comparação muito simples porque se eu fosse escrever sobre todos os conceitos aqui ficaria muito longo, por isso tentei ser mais objetiva possível.

Atualmente tenho trabalhado com simulação de Monte Carlo para descobrir as probabilidades de um determinado evento em situações de eventos aleatórios. Tenho testado tanto algoritmo clássico quanto às possibilidades com algoritmo quântico.

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Fontes:

Computação quântica:  realidade de uma nova era / Claude Falbriard, Ines Brosso.-Rio de Janeiro : Alta Books, 2020.

www.qiskit.or