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Durante anos, líderes e conselhos de administração enxergaram a computação quântica (CQ) como uma ameaça – e com razão: ela tem o potencial de quebrar as mais robustas criptografias em uso atualmente. Esse marco vindouro, conhecido como Dia Q, ocorrerá quando os computadores quânticos forem capazes de fatorar números excepcionalmente grandes com rapidez suficiente para comprometer a base matemática da criptografia de chaves públicas da qual depende grande parte da segurança digital contemporânea.
Embora as preocupações com o Dia Q continuem relevantes, muitas empresas começam a ver a CQ sob uma nova perspectiva – menos como uma ameaça e mais como uma oportunidade. Cada vez mais, os líderes incentivam suas organizações a experimentar a tecnologia desde já, preparando-as para adotá-la em escala quando os computadores quânticos se tornarem parte do cotidiano corporativo, o que talvez aconteça nos próximos cinco anos.
Os benefícios potenciais para os pioneiros são consideráveis. Pesquisas da McKinsey sugerem que a computação quântica poderá agregar centenas de bilhões de dólares ao valor das empresas na próxima década – considerando apenas os setores que nossa análise identificou como os mais propensos a se beneficiar da tecnologia (Quadro 1). Ao mesmo tempo, os fornecedores de soluções quânticas têm acelerado seus planos de desenvolvimento e alcançado grandes avanços em hardware e algoritmos, sugerindo que aplicações escaláveis poderão surgir dentro de alguns anos.
Diferentemente dos computadores clássicos, que processam informações de forma linear, os computadores quânticos se valem dos princípios da mecânica quântica para explorar múltiplas soluções possíveis em paralelo (veja Box, “Três princípios da mecânica quântica”). Embora sejam extraordinariamente complexos, é relativamente fácil compreender como diferem dos computadores clássicos, construídos com base em unidades de informação chamadas bits, representados por zero ou um. Os computadores quânticos, por outro lado, utilizam bits quânticos, ou qubits, que podem representar zero, um ou uma combinação de ambos ao mesmo tempo. Esse processamento não linear permite-lhes resolver tarefas complexas em velocidade muito superior à dos supercomputadores mais poderosos da atualidade.
O grande diferencial da computação quântica é sua capacidade de resolver problemas que desafiam os computadores clássicos, como simulações avançadas e modelagens probabilísticas, tornando-a uma opção atraente para aplicações como descoberta de medicamentos, simulação de materiais, otimização de cadeias de suprimentos e modelagem financeira – áreas nas quais as primeiras aplicações da CQ vêm ganhando força. Hoje, algumas organizações já afirmam que a computação quântica supera a computação clássica por ampla margem (a chamada “supremacia quântica”) e que a tecnologia amadureceu o suficiente para permitir que as empresas extraiam valor incremental dela.
Mas a CQ ainda não se popularizou, devido basicamente a dois desafios: os qubits são frágeis e propensos a erros, e o hardware de CQ é caro para construir e operar. Essas limitações significam que, para a maioria das empresas, a CQ é mais adequada a um número limitado de casos de uso de alto valor do que como substituta da computação clássica – ainda que avanços em software estejam contribuindo rapidamente para superar essas restrições. Algoritmos de mitigação e correção de erros poderão, em breve, permitir que até mesmo computadores quânticos imperfeitos produzam resultados de alto impacto. Esse salto algorítmico significa que o hardware quântico em si poderá se tornar menos importante, possibilitando que a adoção em larga escala da CQ ocorra antes do previsto.
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Os CEOs não precisam decifrar os labirintos da computação quântica para extrair valor dela, mas devem compreender o suficiente da tecnologia para entender para onde ela caminha e como poderá afetar os resultados financeiros. Também precisam desenvolver uma visão clara dos casos de uso relevantes para suas empresas e trabalhar em parceria com as equipes de tecnologia para identificar como converter a CQ em resultados mensuráveis, como redução de custos ou ganhos de produtividade.
Nossa expectativa é que a CQ evolua em duas etapas ao longo dos próximos dez anos. Na primeira, casos de uso limitados se desdobrarão em uma abordagem híbrida quântica/clássica. Na segunda, computadores quânticos “tolerantes a falhas” poderão viabilizar novos casos de uso e gerar valor significativo. Neste artigo, mapeamos a possível evolução da computação quântica ao longo da próxima década e descrevemos as principais ações que os líderes empresariais devem empreender para capturar o valor dessa tecnologia.
As empresas pioneiras estão cientes de que a utilidade da computação quântica precederá sua perfeição e, em diversos setores – incluindo serviços financeiros, telecomunicações, automóveis, produtos químicos e farmacêuticos – já estão acelerando projetos-piloto. Os líderes empresariais que aguardarem a chegada de um computador quântico tolerante a falhas “perfeito” para começar a agir estarão em desvantagem quando tal máquina surgir. Seus concorrentes mais ágeis já terão desenvolvido propriedade intelectual com base nos computadores quânticos disponíveis hoje, possivelmente em ambientes híbridos que combinam computação quântica e clássica, e conquistado uma enorme vantagem inicial na resolução de alguns dos desafios computacionais mais complexos do futuro (veja Box, "Quatro problemas que a computação quântica poderá resolver”).
A próxima década da computação quântica
Os próximos dez anos trarão avanços tecnológicos significativos que ampliarão o potencial da computação quântica. Líderes empresariais atentos a essa evolução estarão mais bem preparados que seus pares para alinhar os objetivos corporativos à trajetória de desenvolvimento do setor.
Horizonte de dois a cinco anos: valor inicial dos sistemas híbridos
No curto prazo, os executivos poderão capturar valor implantando sistemas híbridos que combinam aplicações de CQ com IA e a computação clássica de alto desempenho. Entre os casos de uso mais promissores estão a simulação de moléculas e materiais complexos, que vem ganhando força nas indústrias farmacêutica e química; a otimização de portfólios financeiros; e a modelagem de cadeias de suprimentos complexas ou de cargas em redes de energia, nas quais até mesmo pequenas melhorias podem gerar valor substancial. Esses projetos-piloto de CQ costumam ser implantados em conjunto com computadores clássicos, que efetuam cálculos em grande volume, enquanto as máquinas quânticas processam os cálculos mais complicados. Mesmo uma abordagem híbrida promete aumentar drasticamente a velocidade de processamento – o que, segundo nossa análise, pode se traduzir em bilhões de dólares em valor de firma para organizações de grande porte. As empresas de computação quântica já afirmam que seus sistemas podem superar os computadores clássicos; agora, precisam provar que essa vantagem se traduzirá em valor comercial mensurável.
Horizonte de cinco a dez anos: forte impacto da computação quântica tolerante a falhas
Planos estratégicos recentes sugerem que uma nova onda de avanços tecnológicos provavelmente tornará viável a computação quântica tolerante a falhas até 2030 – incluindo correção automática de erros e qubits estáveis. Combinadas com algoritmos mais avançados, as máquinas tolerantes a falhas possibilitarão um novo patamar de aplicações, como simulações em larga escala para modelagem complexa em biologia, pesquisas climáticas e ciência dos materiais; integração profunda da CQ a mecanismos críticos de otimização e mitigação de riscos; e sistemas avançados de IA capazes de identificar padrões em dados multidimensionais para aplicações ainda desconhecidas. A combinação da computação quântica com a IA será crucial. Por exemplo, o machine learning quântico já vem acelerando algumas das tarefas matemáticas intensivas e etapas de otimização que hoje transformam o treinamento de modelos de IA em um verdadeiro sorvedouro de recursos, enquanto circuitos quânticos já permitem que modelos de IA menores e menos custosos alcancem um nível de desempenho significativamente superior. Esses avanços tecnológicos sinalizam uma convergência iminente entre IA e CQ, e podem representar o ponto de inflexão que tornará possível à computação quântica criar valor duradouro – uma grande aspiração dos executivos.
As partes envolvidas na computação quântica
Nossa análise identificou três grupos principais de stakeholders – usuários, investidores e fornecedores de tecnologia – que desempenharão um papel crucial na transformação da promessa teórica da computação quântica em um elemento fundamental da próxima era da computação.
Usuários
Nossa pesquisa mostra que centenas de organizações em todo o mundo já estão incorporando a computação quântica, embora em graus variados de maturidade, dependendo do setor. Temos observado um “paradoxo da urgência” na adoção da CQ: embora ela seja mais promissora em termos de resolver problemas em indústrias como a farmacêutica e a química, outros setores estão avançando mais rapidamente, incluindo defesa, serviços financeiros e telecomunicações (Quadro 2). São setores que operam sob uma lógica de risco, pela qual o custo de ficar em segundo lugar supera as incertezas inerentes à tecnologia. Ainda assim, as iniciativas pioneiras que observamos hoje podem servir de referência para os líderes que começam a avaliar como a CQ afetará seus negócios, ajudando a esclarecer o que é possível no curto e no médio prazo.
Hoje, os usuários de computação quântica concentram-se predominantemente em setores como o farmacêutico, que precisam resolver problemas complexos e de alto valor e vêm trabalhando com empresas de CQ para testar casos de uso específicos. Por exemplo, a Amgen firmou parceria com a Quantinuum para estudar ligações peptídicas, e a Biogen trabalhou com a 1QBit para acelerar comparações de moléculas associadas a distúrbios neurológicos, como as doenças de Alzheimer e de Parkinson.
Instituições financeiras estão utilizando a CQ para aprimorar a otimização de portfólios e a avaliação de riscos. O BBVA e o Crédit Agricole CIB, por exemplo, estabeleceram uma parceria com a Multiverse Computing para melhorar a alocação de capital por meio da combinação de métodos quânticos com redes tensoriais (ferramenta matemática utilizada para representar e manipular sistemas altamente complexos com múltiplas variáveis). E o HSBC assinou um acordo com a IBM para demonstrar a primeira plataforma de negociação algorítmica do mundo habilitada por computação quântica.
Por sua vez, empresas químicas estão utilizando a CQ para realizar simulações moleculares capazes de modelar moléculas e reações complexas com maior precisão, acelerando o desenvolvimento de novos materiais e catalisadores de alto desempenho. Por exemplo, a bp está trabalhando com a ORCA Computing para aplicar machine learning híbrido (quântico+clássico) à modelagem generativa de conformações moleculares.
Em alguns setores, como manufatura, serviços públicos e seguros, a CQ pode parecer uma tecnologia distante, com poucas aplicações imediatas relevantes para as operações principais. No entanto, negligenciá-la seria um grave erro, pois mesmo que a empresa não a implemente diretamente, é provável que venha a ser afetada por ela – em particular, no que diz respeito à segurança cibernética. (O iminente Dia Q, quando a CQ poderá comprometer os sistemas criptográficos atuais, exigirá que as empresas migrem rapidamente para novos mecanismos de proteção.)
Investidores
A CQ requer investimentos de capital da ordem de bilhões de dólares, pois computadores quânticos exigem salas limpas, manufatura avançada e software de alta complexidade. Entre os investidores atuais estão firmas de capital de risco e private equity, governos e grandes corporações, todos essenciais para o desenvolvimento do setor – e todos eles, tanto os investidores públicos como os privados, precisarão acelerar seus esforços para que a CQ alcance ampla disseminação.
Os investimentos em computação quântica são altamente desiguais: a Europa e partes da Ásia se destacam pelo financiamento público, enquanto os Estados Unidos e, cada vez mais, a China e o Reino Unido atraem uma parcela desproporcional do capital privado necessário para as etapas finais da expansão do setor. Nossa análise mostra que, em 2024, as empresas de CQ dos Estados Unidos capturaram 57% do investimento privado mundial nessa área, enquanto as da União Europeia atraíram apenas 10%. Essa disparidade contrasta com o forte apoio governamental e a elevada concentração de cientistas especializados em tecnologias quânticas na Europa.
Os líderes empresariais precisam acompanhar com atenção essas tendências de investimento para planejar estrategicamente como e por quem a computação quântica será implantada em suas organizações no futuro. Uma estratégia quântica robusta exige uma perspectiva global: por exemplo, buscar parcerias comerciais no ecossistema norte-americano e recrutar talentos escassos nos polos europeus de inovação.
Fornecedores de tecnologia
Os fornecedores de tecnologia desenvolvem componentes, hardware e software de computação quântica. Incluem desde startups originadas em institutos de pesquisa acadêmica até unicórnios privados, como a PsiQuantum, e grandes provedores, como Google e IBM.
Duas áreas-chave são a venda e a instalação de máquinas de CQ – principalmente para organizações governamentais e de pesquisa – e as plataformas de computação quântica como serviço (QaaS), que permitem aos clientes acessar aplicativos de CQ na nuvem por meio de assinaturas e de modelos de pagamento por uso. Entre os fornecedores e instaladores dessas máquinas, que podem custar até dezenas de milhões de dólares cada, estão IBM, IonQ, IQM Quantum Computers e Quantinuum; e alguns dos principais provedores de QaaS incluem hoje Amazon Braket, IBM Quantum e Microsoft Azure Quantum. Essas empresas revendem capacidade computacional de fornecedores de tecnologia como IonQ, Quantinuum e Rigetti, que também comercializam capacidade computacional quântica diretamente aos usuários finais.
Além dessas plataformas de QaaS, os fornecedores de software também estão desenvolvendo aplicações verticais que combinam expertise em domínios específicos com algoritmos quânticos em áreas como modelagem molecular para descoberta de medicamentos e análises de risco para serviços financeiros. A expectativa é de que algumas dessas aplicações verticais de QaaS evoluam para modelos de negócio baseados em resultados, nos quais os clientes pagam pelos resultados tangíveis que a CQ efetivamente entregou. Esse modelo de comercialização centrado no cliente pode se tornar particularmente prevalente no setor farmacêutico, onde as empresas já remuneram fornecedores com base no número de candidatos promissores a medicamentos identificados por meio de IA. Complementando as ofertas de QaaS, deverão surgir soluções mais completas (combinando venda de hardware, licenciamento de software e serviços de consultoria) cocriadas por múltiplos fornecedores de tecnologia de CQ e personalizadas para cada cliente.
Em vez de apostar no surgimento de um único fornecedor dominante de tecnologia de CQ, os líderes empresariais devem adotar uma abordagem que contemple vários fornecedores, selecionando, caso a caso, os parceiros mais capacitados para resolver casos de uso específicos.
As três etapas para o sucesso em computação quântica
É importante que as empresas se preparem para o amadurecimento da computação quântica, dado seu potencial de criação de valor. Para as organizações verdadeiramente voltadas para futuro, essa preparação deve começar desde já. Nossa pesquisa mostra que um plano estratégico de CQ precisa equilibrar prudência e ousadia ao longo de três etapas cruciais.
Etapa 1: mapear riscos e oportunidades
Fazer a escolha certa em computação quântica exige uma combinação de defesa e ataque. Os líderes empresariais devem elaborar uma estratégia defensiva que considere como os dados sensíveis e a infraestrutura crítica da organização podem vir a representar riscos de segurança, especialmente após o Dia Q. Isso requer identificar os dados e produtos para os quais a segurança é imprescindível e, em seguida, migrá-los para sistemas de criptografia resistentes à CQ e para esquemas de criptografia híbrida. Paralelamente, os líderes devem incorporar o risco quântico à gestão de fornecedores, atualizando padrões de procurement e assegurando que todos adotem rapidamente os padrões de criptografia pós-quântica à medida que forem se tornando disponíveis.
Ao mesmo tempo, é necessário definir uma estratégia ofensiva que identifique problemas de negócio específicos aos quais caiba uma solução quântica. O ponto de partida pode ser alguns casos de uso de alto valor, nos quais as limitações da computação clássica estejam restringindo a inovação e em que mesmo uma pequena vantagem quântica possa criar uma diferenciação substancial – como no desenvolvimento de fluxos de P&D ou na otimização combinatória para cronogramas, roteamento e alocação de ativos. Uma vez identificados esses casos de uso, as empresas poderão investir em parcerias com fornecedores de CQ, programas-piloto e desenvolvimento de talentos. Em particular, devem averiguar se as soluções software quântico oferecidas por empresas como Classiq, Horizon Quantum Computing, Kipu Quantum, Q-CTRL e Strangeworks são capazes de atender às suas necessidades ou se preferem assumir o trabalho árduo de desenvolver softwares quânticos por conta própria.
Além dessas estratégias defensivas e ofensivas, os líderes podem comparar seu grau de prontidão para CQ com o de seus pares no setor, muitos dos quais já estão consolidando parcerias iniciais com fornecedores de tecnologia. Essa análise contextual pode ajudar as organizações a quantificar tanto os riscos de disrupção como o potencial de criação de valor da computação quântica.
Etapa 2: garantir opções em tecnologia e talentos
As empresas que desejam vencer amanhã com a computação quântica precisam construir hoje a infraestrutura tecnológica necessária. Para tanto, os CEOs e suas equipes de tecnologia devem estabelecer relações estratégicas com provedores de hardware quântico e de serviços na nuvem, idealmente contemplando diferentes abordagens de implantação – local, na nuvem e/ou híbrida. Também devem começar a adaptar gradualmente sua arquitetura tecnológica – modernizando pipelines de dados, modularizando fluxos de trabalho computacionais e garantindo que o ambiente de IA e de computação de alto desempenho possa interoperar com a velocidade de execução da tecnologia quântica. Além disso, é claro, as empresas precisam evitar mudanças excessivas ou drásticas demais no stack tecnológico existente; elas devem construir uma base flexível que permita integrar aos poucos os recursos da CQ, visto que o mercado ainda é incipiente e sua trajetória permanece incerta.
CEOs visionários já estão assegurando os talentos necessários para adotar a computação quântica nos próximos três a cinco anos. Como a demanda é elevada e a oferta de profissionais é limitada, agir rapidamente é essencial. A contratação de especialistas em CQ oriundos de laboratórios de pesquisa e das universidades é um caminho plausível e comprovado. Outra possibilidade é formar uma pequena equipe interna de “tradução”, composta por dois a cinco profissionais, para supervisionar a transição gradual da computação clássica para a quântica. Essa equipe deve atuar em estreita colaboração com as áreas de IA, avaliar casos de uso, coordenar projetos-piloto e conectar especialistas em negócios, dados e computação quântica.
Etapa 3: realizar experimentos direcionados durante a janela de oportunidade
Fazer bem o que quer que seja exige prática contínua; a computação quântica não é exceção. Isso significa que líderes de negócios e de tecnologia devem conduzir projetos-piloto de CQ de alto valor em áreas como simulação molecular, otimização de portfólios e logística, utilizando os recursos mais avançados de CQ ou plataformas híbridas de computação quântica/clássica. Por exemplo, desenvolver algoritmos de CQ em máquinas de pequeno porte pode garantir que a empresa deterá a propriedade intelectual dessas soluções quando máquinas mais poderosas entrarem em operação.
As empresas também devem preparar seus dados desde já para um futuro quântico, uma vez que algoritmos quânticos exigem estruturas de diferentes daquelas utilizadas pelos modelos clássicos de IA. Desse modo, limpar e reestruturar os dados corporativos tornou-se um pré-requisito para a velocidade futura. Além disso, as equipes técnicas precisam incorporar a CQ em suas considerações gerais sobre IA e a nuvem.
Quaisquer que sejam os projetos-piloto que a empresa venha a implementar, o CEO deve medir não apenas o retorno do investimento, mas também as propriedades intelectuais criadas, os talentos desenvolvidos e as relações estabelecidas com o ecossistema, maximizando assim tanto o aprendizado como o valor de longo prazo.
A computação quântica está avançando da teoria científica para a realidade estratégica. Embora muitos obstáculos técnicos ainda persistam, a combinação de avanços em hardware, progresso acelerado em algoritmos de software e crescimento dos investimentos indica que ela se tornará cada vez mais comum nos próximos anos. Claramente, nenhum líder empresarial pode mais tratar a computação quântica como uma curiosidade distante.
Os líderes que agirem desde já para compreender a intersecção entre a computação quântica e os grandes desafios da organização, assegurar a disponibilidade de talentos e tecnologias, e executar projetos-piloto direcionados conquistarão uma vantagem crucial. E não só estarão mais bem preparados para enfrentar a transformação iminente dos requisitos de segurança digital, como também saberão aproveitar as oportunidades da computação quântica de forma ofensiva. Ao longo da próxima década, suas organizações estarão em melhores condições de capturar uma parcela significativa do valor econômico que a computação quântica irá gerar.