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Publicado em 23 de novembro de 2022 Atualizado em 23 de novembro de 2022

Compreender a inteligência quântica e os seus desafios

Como a ciência quântica e a IA estão a transformar a consciência da humanidade.

Espírito técnico

"O poder da computação quântica é obrigado a desenvolver a inteligência artificial, e vice-versa, uma vez que as duas ciências são complementares".

Fonte : Quantum computing and artificial intelligence in Quebec: the UdeS at the heart of promising prospects - 20.10.2020
https://www.usherbrooke.ca/sciences/actualites/nouvelles/details/43680

Será que a inteligência artificial atingiu os seus limites? É um problema de gestão da complexidade, de ética, de discernimento, de compreensão do senso comum? Talvez, mas vejamos as coisas de outra forma; e se a inteligência artificial fosse o que os pergaminhos eram para os livros há 500 anos atrás, pouco antes do Renascimento?

"A inteligência artificial, uma tecnologia com um potencial incrível, é no entanto confrontada com um grande problema: a limitada capacidade computacional dos computadores convencionais para executar algoritmos pesados. Cada feedback dado por uma inteligência artificial é de facto baseado no cálculo das probabilidades para muitas escolhas possíveis. Embora a potência do nosso equipamento tenha aumentado dez vezes nos últimos trinta anos, parece que a computação tradicional não será capaz de resolver certos problemas.

Ao aumentar o potencial computacional dos sistemas de inteligência artificial através do seu poder combinatório, o computador quântico poderia reduzir os tempos de aprendizagem e de processamento de muitas aplicações de inteligência artificial, bem como melhorar o raciocínio e a compreensão.

A computação quântica poderia assim ser uma das soluções técnicas para trazer a inteligência artificial para uma nova era em termos de segurança e velocidade de execução de algoritmos. Tal avanço poderia dar um impulso sem precedentes a muitos sectores, tais como a Internet das Coisas (IoT), processamento em linguagem natural, ou veículos autónomos, uma área que requer um conjunto de cálculos computacionalmente intensivos, que se tornam cada vez mais difíceis à medida que se acrescentam dados e relações mais complexas dentro das variáveis".

Fonte : Sete campos impactados pela computação quântica - 16.12.2020
https://www.inria.fr/fr/domaines-informatique-quantique

Muitos percebem que estamos na primeira fase de um novo mundo. Que mundo? Quem me dera saber... mas fiquemos surpreendidos com a inenarrável ciência quântica. Se olharmos para padrões passados, é muito claro que será através da compreensão do mundo que está a chegar quantum. Aqueles que dominam a compreensão do conhecimento quântico terão todos os trunfos para montar a onda e aqueles que permanecem cegos sofrerão porque permanecerão na certeza do seu passado. É aqui que as escolas têm um papel fundamental a desempenhar no despertar das mentes jovens para um entendimento diferente daquele a que nos agarramos.

Através da popularização destes mecanismos complexos, através da filosofia quântica, ciência quântica, comunicações quânticas... os nossos ecossistemas mudarão para uma compreensão diferente do nosso mundo e dos seus mistérios.

"Embora nenhum computador quântico seja ainda suficientemente sofisticado para realizar estes cálculos, governos, gigantes tecnológicos e investidores já estão a preparar-se para esta revolução em construção. É uma corrida quântica de computadores, impulsionada em grande parte pela agitação tecnológica que se espera que a máquina venha a trazer. E por uma boa razão: a nação que assume a liderança na computação quântica deverá desempenhar um papel de liderança no futuro.

Fonte: Quantum: uma nova revolução industrial? - 16.12.2020
https://www.inria.fr/fr/informatique-quantique-revolution

Os primeiros passos que estamos a dar são da natureza da descoberta desta ciência e, se hoje em dia as aplicações são dificilmente imagináveis na nossa vida quotidiana, temos de ir procurá-las como campos de possibilidade na ficção científica, por exemplo. Porque se imaginarmos objectivos, soluções aplicadas e vias de investigação, é mais fácil produzir aplicações domésticas do que apenas com noções básicas de ciência.

Mas vamos manter os pés no chão: a filosofia quântica já está a influenciar as sociedades. Tal como os cálculos quânticos abrem perspectivas gigantescas.

"Ao aumentar o potencial computacional dos sistemas de IA, os futuros computadores quânticos poderiam muito bem revolucionar muitas indústrias. E, mais amplamente, computação e inteligência artificial.

Será o futuro da computação, dos grandes dados e da IA nos computadores quânticos? Confiando nas propriedades quânticas da matéria, estes computadores super-poderosos, que ainda têm de ser construídos na realidade, deverão, num futuro mais ou menos próximo, permitir-nos efectuar cálculos complexos que são impossíveis de alcançar com as máquinas actuais.

Ao contrário do sistema digital clássico, que se baseia em dados codificados em dígitos binários, a computação quântica utiliza o 'bit quantum', ou 'qubit'. Ao contrário do "bit", que assume ou o valor 0 ou 1, o "qubit" é uma combinação linear. Pode ser 0 ou 1, ou ambos. Assim, um computador quântico deve permitir efectuar cálculos paralelos, simultaneamente, e não mais sequencialmente como com as nossas máquinas actuais.

Nesta perspectiva, ao multiplicar o potencial informático, as aplicações práticas de tal tecnologia são necessariamente numerosas, desde a saúde à química, incluindo a indústria, segurança informática, automóveis autónomos, energia, ou mesmo gestão de transportes e tráfego. A promessa do qubit parece ilimitada - de tal forma que se fala amplamente de uma "revolução" quântica.

Fonte: Como o computador quântico irá revolucionar a IA, a informática e a indústria - 1.08.2018
https://www.cnetfrance.fr/news/comment-l-ordinateur-quantique-va-revolutionner-l-ia-l-informatique-et-l-industrie-39871795.htm

A utilização de cálculos super-poderosos terá efeitos em muitas áreas das nossas vidas e também, e acima de tudo, no poder da inteligência artificial, que está actualmente a atingir os seus limites com as tecnologias informáticas convencionais. A inteligência artificial associada à tecnologia informática quântica parece formar o duo entrelaçado do próximo século.

Já estamos a falar do Metaverso com tecnologias comuns, mas amanhã, como será o nosso mundo, as nossas comunicações, as nossas interacções sociais? Para pensar? Para viver? Para amar? Para se mover na memória do tempo ou na sua realidade. Os campos de possibilidades parecem infinitos e acima de tudo sem precedentes.

"Ciência e engenharia quântica

A ciência e engenharia quântica está a trazer uma nova mudança de paradigma na forma como processamos dados, comunicamos, medimos e calculamos. Com o seu perfil multidisciplinar, os engenheiros quânticos estão a prosperar nesta nova fronteira tecnológica que tem o potencial de revolucionar a nossa sociedade.

Fonte: Quantum Science and Engineering - Programa de ensino da EPFL
https://www.epfl.ch/education/master/fr/programmes/science-et-ingenierie-quantiques/

A nossa natureza humana é quântica? Num mundo que também é quântico? É para isto que as teorias científicas estão a empurrar o conhecimento de todos. O nosso mundo é composto por três escalas, a infinitamente pequena, a infinitamente grande e a escala da vida que vivemos em consciência. Quanto mais a ciência avança, mais pequeno é o quantum que explica o infinito. Por outro lado, o infinitamente grande, em resposta a fenómenos galácticos, está orientado para a resolução de problemas de espaço-tempo para a conquista deste mesmo espaço. E quanto mais avançamos, mais compreendemos que os fenómenos, os sistémicos, são semelhantes.

Então, será que o mundo espacial onde vivemos escaparia a estes mecanismos? Se me disser isso, não acreditaria em si, porque os nossos pés já estão no mesmo movimento. Uma vez que só podemos compreender o que podemos compreender, temos de acreditar que estamos na fase de compreensão. É bom? É uma coisa má? Não creio que tenhamos de ver as coisas dessa forma. É algo que estamos a descobrir, mas que existe desde o início do mundo.

"A teoria da consciência quântica tenta dar uma resposta. Assume que a consciência emerge de uma computação neural complexa e que teria surgido durante a evolução biológica como uma adaptação de sistemas vivos, extrínsecos à composição do universo.

Esta teoria vê o cérebro humano como um computador quântico que pode realizar cálculos extraordinários. Em contraste, os computadores comuns com inteligência artificial parecem limitados. A mente quântica está presente em todas as escalas do universo. Tal como Roger Penrose, Stuart Hameroff, Karl H. Pribram e Henry Stapp, os teóricos da consciência quântica defendem a interdependência de muitos elementos da vida. Estes incluem matéria, tempo e movimento.

Fonte: Quantum Consciousness: Aqui está tudo o que precisa de saber
https://www.penser-et-agir.fr/conscience-quantique/

Porque é que só aparece agora? Talvez porque requereu uma certa maturidade de várias ciências para lá chegar, mas acima de tudo requereu também uma motivação, uma necessidade, uma saturação, um bloqueio, que talvez a limitação tecnológica da inteligência artificial tenha causado para alcançar os seus próprios objectivos.

Existem certamente outros factores nestas mutações de conhecimento, mas são tão indetectáveis neste momento, tão ténues que são sombras, sementes a germinar para se tornarem plantas que mais tarde, um dia, serão visíveis a todos os olhos. Como futurista, posso afirmar que a geração espontânea de ideias e ciências não existe, é sempre uma maturação lenta que construirá um futuro inimaginável neste momento ou talvez imaginável por uns poucos escritores de ficção científica...

"Outra questão é como os princípios quânticos são utilizados na aprendizagem de máquinas. Uma vez que a aprendizagem mecânica funciona através de um processo estatístico, temos boas razões para acreditar que o quantum irá fornecer novas respostas. Um algoritmo de aprendizagem quântica da máquina, utilizando um método probabilístico, teria então a capacidade de identificar ligações que anteriormente eram impossíveis de discernir.

Fonte : O que é que a inteligência artificial QUANTINE nos reserva? - 3.07.2021 - https://www.cscience.ca/2021/07/03/analyse-que-nous-reserve-lintelligence-artificielle-quantique/

E depois há os aceleradores científicos de que a NASA, ESA é parte, quantos produtos, quantas tecnologias emergiram destas missões para o espaço. São uma versão condensada do poder dos meios de comunicação, combinada com financiamento e projectos estratégicos. Um extraordinário viveiro para coisas extraordinárias. Invenções dominadas, outras espontâneas, que se espalharam pela nossa vida quotidiana, materiais, produtos, tecnologias avançadas aplicadas à nossa vida quotidiana.

Hoje, a NASA está a tentar desvendar os mistérios do universo, que parecem encaixar bem com a compreensão quântica do mundo. Que efeito terá isto no nosso mundo? Fala-se de teleportação, por exemplo. Eu estava a falar de ficção científica, mas em universos de fantasia como Star Trek, Stargate e outras séries ou livros de televisão, esta tecnologia já foi sonhada e parece ser um objectivo hoje em dia para se mover através da imensidão do espaço. E, talvez um dia não precisaremos de um carro para nos deslocarmos?

"Digital Twin Earth, computação quântica e inteligência artificial ocupam o lugar central na semana Φ da ESA...A computação quântica tem o potencial de melhorar o desempenho, baixar os custos computacionais e resolver problemas anteriormente intratáveis na observação da Terra através da exploração de fenómenos quânticos, tais como sobreposição, enredamento e escavação de túneis.

Esta iniciativa requer a criação de uma capacidade quântica que terá a competência de resolver problemas exigentes de observação da Terra utilizando inteligência artificial para apoiar programas...".

Fonte : Terra Gémea Digital, computação quântica e inteligência artificial tomam o centro das atenções na semana Φ-semana - 28.09.2020
https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Belgium_-_Francais/Digital_Twin_Earth_l_informatique_quantique_et_l_intelligence_artificielle_occupent_le_devant_de_la_scene_lors_de_la_Ph-week_de_l_ESA

Se a física quântica afectar a ciência, afectar as nossas tecnologias, afectar os nossos modos de vida, provavelmente também afectará as nossas comunidades.

Somos um ou muitos? Será que fazemos parte de um grande fluxo colectivo como o metamorfo no Deep Space 9 que se vai juntar ao fluxo colectivo da sua comunidade, como um imenso rio de energia que corre sobre o seu planeta, ou como os Borg, um exemplo menos repugnante no Star Trek, que aniquilam outras civilizações através de ciber-aglomações e nanotecnologias que lhes permitem ter apenas uma consciência colectiva? Não é impossível.

"Física quântica e consciência colectiva

Concorda comigo que a humanidade é governada por um princípio de individualidade e os indivíduos observam a partir de diferentes centros. Podemos, portanto, considerar a forma como experimentamos as realidades colectivas.

De facto, uma vez que todos os indivíduos estão ligados ao mesmo centro de gravidade, é estabelecido um consenso no que diz respeito às realidades observadas. Vivemos portanto as mesmas experiências, porque as nossas individualidades se fundem e estão sujeitas às mesmas influências da Terra, que continua a ser o núcleo. A consciência quântica e a consciência colectiva estão então intimamente ligadas.

Fonte: Quantum Consciousness: Tudo o que precisa de saber
https://www.penser-et-agir.fr/conscience-quantique/

Por vezes a ciência procura algo e encontra algo mais. Os campos quânticos surgiram no decurso da tentativa de penetrar os fenómenos do espaço e do tempo, e uma coisa que leva a outra, a inteligência artificial beneficiará com isso. Porquê? Porque ao tornar-se global, ao tornar-se um só, este fenómeno abrangeu todas as complicações de cada ecossistema para as entrelaçar de uma forma sólida e inextricável.

No entanto, temos de adoptar uma abordagem positiva, porque não é possível desvendar tudo para andar para trás. O passado ficou para trás e não podemos apagar os vestígios do presente. O nosso sentido de vida é do passado para o futuro, neste momento. E parece-me que a nossa natureza biológica nos vai manter nesta direcção por muito tempo. Mas o que é mágico é que esta complexidade e os seus milagres da vida farão sentido com esta nova ciência que parece hiper complexa mas que, simplesmente explicada por preconceitos inesperados, parece espelhar outras crenças ou realidades.

"Vamos levar dois electrões. (Na verdade não importa o que se toma; o efeito funciona igualmente bem com fótons, átomos ou moléculas... Ambos são solteiros, indo para o seu negócio... como electrões. Então, um dia, um físico decide criar as condições para que eles se reúnam. Os dois divertem-se muito e começam a interagir fisicamente! Finalmente, como qualquer história de amor que se preze, os nossos dois amantes estão brutalmente separados. Este drama subatómico que acabou de criar chama-se emaranhamento quântico.

E é aí que a magia acontece. Agarrem-se aos vossos chapéus: agora, o estado quântico de um electrão só é completamente determinado considerando o outro electrão. Por outras palavras, partilham o mesmo estado quântico, independentemente da distância entre eles! Por outras palavras, a medição do primeiro electrão modifica instantaneamente o estado do outro, mesmo que este último esteja no outro extremo do universo!

Fonte : Entrelaçamento quântico, ou o sonho da comunicação instantânea - 24 de Junho de 2013
https://www.sciencepresse.qc.ca/blogue/flashcordon/2013/06/24/intrication-quantique-reve-communication-instantanee

Talvez o quantum explicado pelo amor também possa explicar o próprio amor. Em todo o caso, espero que de tudo isto surja um mundo melhor para todos. Mas não se dará por geração espontânea.

A escola terá um papel importante a desempenhar na popularização e formação de futuros profissionais que irão embarcar nestes novos campos para os explorar e fazer com que dêem frutos. Somos parte de um todo. A escola deve antecipar o futuro e acompanhá-lo. Se forem injectados milhões nestas ciências, isso significa que serão necessários investigadores para desenvolver teorias mas também produtos que terão de ser criados e assim por diante para formar um novo ecossistema para viverem juntos amanhã.


Fonte da imagem: Pixabay Geralt


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