Introdução à computação quântica : conceitos e comparações com a computação clássica.

Abstract

Este trabalho apresenta uma análise teórica e comparativa entre os paradigmas da computação clássica e da computação quântica, buscando destacar as diferenças fundamentais em suas unidades de informação, lógicas de processamento e arquiteturas de hardware, além de explorar o ecossistema de software quântico. O estudo mostra a transição do bit clássico para o qubit e detalha tecnologias como circuitos supercondutores e íons aprisionados em contraste com os tradicionais transistores de silício. São analisados algoritmos estratégicos, especificamente os de Shor e Grover, demonstrando como a lógica quântica oferece ganhos de eficiência em comparação com as abordagens convencionais. Além disso, o trabalho discute os desafios da atual era NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum), abordando como o ruído ambiental causa interferências que levam à decoerência dos qubits, o que exige avanços em técnicas de correção de erros quânticos para a construção de sistemas estáveis. Para complementar a fundamentação teórica, foi desenvolvido um estudo de caso prático utilizando o framework Qiskit, no qual a implementação do Algoritmo de Grover em um simulador permitiu validar o uso do oráculo e do amplificador de amplitude na resolução de problemas de busca. Os resultados demonstram que, embora a computação quântica ainda enfrente limitações físicas, futuramente ela poderá superar a computação clássica em tarefas específicas, resolvendo problemas considerados intratáveis no modelo tradicional.