Eletrônica Quântica (ART4544)

Durante nossa longa carreira e até mesmo observando o passado antes de nós, percebemos que a eletrônica tem sofrido por diversas disrupturas que indicam a descoberta de novas tecnologias que prometem mudar tudo. É o que está ocorrendo agora com os avanços da física quântica e que abordamos neste artigo.

No começo do século passado não havia ainda uma separação muito grande da eletrônica em relação à eletricidade. Tanto que a primeira revista técnica, Electrical Experimenter, misturava o que era a eletrônica começando com a eletricidade e mesmo com outras tecnologias derivadas da física.

 

Figura 1 - Electrical Experimenter de 1918 já prevendo a telefoto e a televisão
Figura 1 - Electrical Experimenter de 1918 já prevendo a telefoto e a televisão

 

Invenção da válvula foi a primeira disruptura, que levou a eletrônica a um patamar de ciência própria com uma tecnologia totalmente nova que prometia coisas que nunca antes foram vistas. Foi a primeira revolução da tecnologia que podemos até de uma maneira muito usada hoje em dia com as telecomunicações de chamar de T1.

Sendo uma evolução da T0 que ainda não era propriamente eletrônica e que explorava ainda coisas passivas como o telefone, o telégrafo e o rádio, ainda rudimentar com transmissores de centelhas e alternadores, essa geração já mostrava sinais do que poderia vir.

A geração seguinte, que podemos chamar de T2 veio como consequência dos avanços da física dos semicondutores. A invenção do transistor causou outra transformação abrupta na evolução dos dispositivos de eletrônico.

 

Figura 2 - John Barden, Walter Brattain e William Schockley e o primeiro transistor 1947
Figura 2 - John Barden, Walter Brattain e William Schockley e o primeiro transistor 1947

 

Os aparelhos baseados em válvulas como amplificadores, rádios e transmissores encontravam a barreira da portabilidade, pois precisam de muita energia, disponível apenas em baterias pesadas e custosas se quiséssemos uma aplicação portátil. O transistor mudou isso.

Mas, mesmo assim, numa nova categoria de profissionais e amadores cresceu com os técnicos reparadores, os instaladores e é claro os makers, os adeptos do “do-it-yourself” (DiY) que passaram a contar com uma infinidade de produtos na forma de kits oferecidos por empresas que logo cresceram, muitos existindo até os nossos dias.

As aplicações portáteis e de baixo consumo estouraram no mercado a partir do primeiro rádio transistorizado, o regency.

A eletrônica agora também podia explorar outros campos, com equipamentos que começavam a se integrar cada vez com as pessoas.

 

Figura 3 – Regency – primeiro rádio transistorizado
Figura 3 – Regency – primeiro rádio transistorizado

 

Mas, uma nova geração, a T3 logo chegou com o advento do circuito integrado. Seria possível a elaboração de circuitos de grande complexidade, exercendo as mais complicadas funções tudo num único chip.

 

Figura 4 – O primeiro circuito integrado criado por Jack Kilby em 1958
Figura 4 – O primeiro circuito integrado criado por Jack Kilby em 1958 | Clique na imagem para ampliar |

 

Chegaram os microprocessadores e com eles os computadores pessoais, chegou a eletrônica digital com novos equipamentos, como os relógios digitais, automatismos e o microcontrolador.

O aumento da densidade de componentes nos chips não apenas permitiu que eles se tornassem cada vez mais completos, como também integrassem função não imaginadas antes, como a inteligência.

Chegou a era da inteligência artificial que já vemos como parte de uma grande quantidade de aplicativos. O celular se tornou possível e a IoT está levando a eletrônica para todos os dispositivos que antes eram apenas alguma coisa ligada a uma tomada.

No entanto, com a virada para o século 21, uma nova disruptura se desenha com os avanços da física quântica.

A eletrônica é derivada da física, sendo seus avanços diretamente ligados a essa ciência. Uma descoberta na física logo se traduz em avanços da tecnologia, principalmente da eletrônica e isso está ocorrendo agora com a física quântica.

Vislumbramos assim a T4 que seria a era da tecnologia eletrônica baseada na inteligência artificial e na física quântica.

O século 21 seria então o século da física quântica com sua entrada direta em nossas vidas na forma de dispositivos práticos que serão usados em nosso dia a dia, principalmente em contato e comunicação direta com os seres vivos, é claro nos incluindo.

Em recente conferência realizada na China com centenas de cientistas pesquisadores de física quântica e inteligência artificial, a chegada a T4 ficou clara com a preocupação de que nos próximos anos devemos pensar na física quântica e inteligência artificial como molas propulsaras de todo que teremos em termos de tecnologia em nossas vias.

As preocupações não foram apenas em termos da revolução direta na economia e a nas relações entre países, mas também em relação a aspectos éticos e morais.

 

Figura 5 – Um computador quântico
Figura 5 – Um computador quântico

 

A física quântica ainda está engatinhando. Os primeiros computadores e outros dispositivos eletrônicos quânticos ainda precisam operar perto do zero absoluto o que os torna inviáveis fora de um grande laboratório, mas isso deve mudar.

Sempre ocorreu isso, desde a primeira válvula que exigia laboratórios complexos para serem fabricadas, dos transistores e circuitos integrados que eram caríssimos no início sempre há uma evolução.

Já se anunciou a fabricação de materiais semicondutores que se tornam supercondutores a temperaturas ambientes. Os próximos passos devem ocorrer com a eletrônica quântica.

Logo teremos os primeiros dispositivos práticos (e baratos) para podermos criar uma nova gama de produtos nunca antes imaginados. Sensores com sensibilidade extrema, sensores capazes de trabalhar com grandezas nunca antes pensadas, memórias de capacidade inimaginável e computadores quânticos dotados de inteligência artificial em tal nível que não poderíamos deixar de considerá-los criaturas levando a uma nova gama de problemas e considerações éticas que, certamente podem levar à T5, uma nova revolução tecnológica.

 

 


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