A era quântica: da investigação às aplicações que irão transformar a indústria

A corrida às tecnologias quânticas deixou de ser uma promessa distante para se afirmar como um dos grandes eixos estratégicos da próxima década. O que, até há poucos anos, avançava quase exclusivamente em meios académicos e laboratórios especializados, começa agora a materializar-se em infraestruturas, projetos industriais e novas capacidades digitais com impacto concreto. A computação quântica, as comunicações quânticas, as tecnologias de sensorização avançada e a criptografia pós-quântica evoluem a ritmos distintos, mas partilham um objetivo comum: redefinir a forma como protegemos a informação, processamos dados e construímos a próxima geração de infraestruturas digitais.

O interesse por estas tecnologias não para de crescer. Governos, centros de investigação e grandes empresas tecnológicas disputam a liderança de um ecossistema que avança rapidamente da investigação fundamental para aplicações concretas. Em poucos anos, o debate deixou de se centrar na questão de saber se estas tecnologias seriam viáveis, passando a focar-se em quando começarão a transformar setores inteiros.

A Europa encarou esta evolução como uma questão estratégica. Iniciativas como o «Quantum Flagship», o «EuroHPC» e a «EuroQCI» refletem um compromisso com o reforço da soberania tecnológica europeia e com a redução da dependência de capacidades críticas desenvolvidas fora do continente. O objetivo vai além do avanço científico: trata-se de assegurar infraestruturas digitais resilientes, proteger as comunicações sensíveis e garantir que a Europa desempenha um papel de destaque numa revolução tecnológica de âmbito global.

Esta evolução já é visível. Os primeiros desenvolvimentos experimentais deram lugar a plataformas mais estáveis, redes-piloto de comunicações quânticas, ambientes híbridos de supercomputação e novas estratégias de proteção criptográfica contra ameaças futuras. O seu potencial estende-se a setores como a indústria, a saúde, a defesa, o espaço e as infraestruturas críticas.

A par das oportunidades, surge também um desafio incontornável: a segurança digital. A possibilidade de, no futuro, computadores quânticos com capacidade suficiente conseguirem comprometer alguns dos algoritmos criptográficos atualmente utilizados está a acelerar uma transição global para novos padrões de proteção. A criptografia pós-quântica deixou, por isso, de ser um exercício teórico para se tornar uma prioridade para as organizações que necessitam de garantir a confidencialidade dos seus dados nas próximas décadas.

É precisamente neste contexto que as empresas com experiência na integração de sistemas críticos, software avançado, espaço, defesa e cibersegurança são chamadas a desempenhar um papel fundamental. É também neste cenário que se posiciona a GMV, que há vários anos tem vindo a desenvolver competências nas áreas da computação quântica aplicada, das comunicações quânticas e da preparação para o impacto destas tecnologias na cibersegurança.

Mais do que uma tecnologia: novas capacidades

O termo «tecnologias quânticas» abrange desenvolvimentos muito diversos, com aplicações e níveis de maturidade distintos. A computação quântica é provavelmente a vertente mais conhecida, sobretudo pelo seu potencial para resolver problemas de otimização, simulação ou modelação particularmente complexos para a computação convencional. No entanto, o cenário mais provável não passa pela substituição dos sistemas atuais, mas pela sua complementaridade através de arquiteturas híbridas que combinem supercomputação, inteligência artificial e capacidades quânticas.

Em paralelo, as comunicações quânticas abrem caminho a uma nova geração de redes capazes de proteger informação sensível com níveis de segurança muito elevados. Tecnologias como a distribuição quântica de chaves (QKD) permitem reforçar a proteção das comunicações em domínios particularmente sensíveis, como a defesa, o espaço, a Administração Pública e as infraestruturas críticas.

A estas áreas junta-se a criptografia pós-quântica, concebida para proteger os sistemas atuais contra futuros ataques realizados com computadores quânticos capazes de comprometer alguns dos algoritmos que hoje sustentam a Internet e as comunicações digitais. A ameaça conhecida como «harvest now, decrypt later» — intercetar hoje informação encriptada para a desencriptar no futuro — acelerou a necessidade de preparar a migração para algoritmos e esquemas criptográficos resistentes a ataques quânticos.

Compreender esta diversidade é essencial para distinguir expectativas de realidade. Nem todas estas tecnologias evoluem ao mesmo ritmo, nem respondem aos mesmos objetivos. O desafio passa por identificar quais começam já a gerar valor concreto e quais terão um papel determinante no futuro da indústria, das comunicações e da cibersegurança.

Europa: da excelência científica à soberania tecnológica

A importância destas tecnologias está também ligada a um contexto geopolítico em que os Estados Unidos, a China e a Europa competem pela liderança em capacidades que serão determinantes para a economia, a defesa e a segurança.

No caso europeu, a aposta combina investimento em investigação, desenvolvimento de infraestruturas e criação de um ecossistema industrial próprio. Iniciativas como a EuroHPC, orientada para o reforço da supercomputação europeia, ou a EuroQCI, que pretende criar uma infraestrutura europeia de comunicações quânticas seguras, são exemplos dessa estratégia. O principal desafio passa agora por transformar a excelência científica em capacidade industrial, normas, talento especializado e aplicações concretas.

Espanha tem vindo igualmente a reforçar a sua posição neste domínio. A criação de associações como a SQuA (Spanish Quantum Alliance), da qual a GMV faz parte, reflete a vontade de consolidar um ecossistema nacional mais coordenado, capaz de aproximar empresas, investigação e inovação aplicada e de reforçar o contributo espanhol para a estratégia europeia.

A intensidade desta corrida tecnológica é também visível no aumento dos investimentos públicos e privados anunciados nos últimos anos. A concorrência já não se trava apenas nos laboratórios, mas também na capacidade de industrializar, integrar e escalar estas tecnologias dentro dos respetivos ecossistemas.

Da investigação ao desenvolvimento

A computação quântica começa a deixar para trás uma fase predominantemente experimental para entrar num terreno mais concreto: o dos casos de utilização reais. O objetivo já não passa por imaginar que os computadores quânticos venham a substituir os sistemas atuais, mas por identificar os problemas específicos em que podem trazer vantagens, complementando a supercomputação e a inteligência artificial.

A GMV trabalha de forma continuada com esta tecnologia desde 2021. Ao longo destes anos, a empresa tem contribuído para o avanço do estado da arte e consolidado uma visão clara sobre as capacidades que a tecnologia oferece atualmente: o que já é possível fazer de forma eficaz, o que continua dependente da evolução do hardware e que abordagens intermédias permitem começar a gerar valor desde já.

Uma das áreas em que esta evolução é mais visível é a otimização e a simulação avançada. A computação quântica está a ser explorada para melhorar o planeamento de percursos, a gestão de recursos ou a modelação de materiais e moléculas. O seu potencial reside na capacidade de abordar problemas cuja complexidade aumenta exponencialmente, sobretudo quando combinada com supercomputação e inteligência artificial em ambientes híbridos.

As aplicações potenciais abrangem setores muito diversos. Na saúde, as simulações quânticas poderão contribuir para acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos. Na energia, nas finanças, na logística, no espaço ou na defesa, estas tecnologias começam a ser exploradas para dar resposta a problemas complexos de otimização, simulação e previsão.

É neste contexto que se insere o CUCO, um dos projetos mais representativos do ecossistema quântico espanhol, financiado pelo CDTI e liderado pela GMV. A iniciativa permitiu desenvolver e validar algoritmos quânticos e de inspiração quântica aplicados a setores estratégicos. Entre os casos de utilização analisados encontram-se modelos para identificar centrais fotovoltaicas em imagens de satélite, prever o vento, avaliar derivados financeiros ou desenvolver novos catalisadores.

A esta linha de trabalho junta-se o projeto Q-MIND, orientado para a convergência entre computação quântica, inteligência artificial e processamento avançado de informação. Este tipo de iniciativas acompanha uma das tendências mais claras do setor: a evolução da computação quântica como capacidade complementar, integrada em fluxos híbridos de simulação, análise e otimização.

A experiência acumulada pela GMV permitiu também consolidar relações com intervenientes relevantes do ecossistema quântico, entre os quais fornecedores de hardware, como a IBM e a D-Wave, plataformas especializadas, como a QCentroid, e ambientes de emulação quântica, como a OVHcloud. Numa altura em que o acesso a hardware quântico real continua a constituir um fator diferenciador, a centralização e coordenação dos esforços internos assumem particular importância para acelerar a passagem da exploração tecnológica para aplicações concretas.

Esta visão reflete-se igualmente na participação da GMV na integração de um computador quântico no MareNostrum 5, projeto para o qual contribuiu com infraestruturas de sistemas clássicos e redes, bem como com serviços de acesso remoto e apoio aos utilizadores, num ambiente tecnológico inteiramente europeu.

Todo este trabalho permitiu consolidar uma visão realista sobre o estado atual da tecnologia. Algumas abordagens, como os sistemas de otimização baseados em annealers — computadores quânticos especializados na resolução de problemas de otimização —, começam a apresentar resultados promissores em determinados tipos de problemas. Outras áreas, como o quantum machine learning, mantêm um enorme potencial, embora continuem dependentes de uma evolução significativa do hardware disponível. Em paralelo, abordagens de inspiração quântica, como as redes tensoriais, constituem também uma ferramenta relevante para enfrentar problemas complexos através de computação clássica avançada.

Esta abordagem está já a traduzir-se em iniciativas internas concretas. A GMV colabora com diferentes equipas para avaliar em que medida algumas limitações atuais podem ser ultrapassadas através de novas abordagens quânticas ou de inspiração quântica. O objetivo é identificar os problemas em que estas capacidades podem proporcionar vantagens reais e gerar valor tangível.

Comunicações quânticas: proteger a informação crítica

O avanço das tecnologias quânticas não se limita à capacidade de cálculo. As comunicações quânticas afirmam-se como uma das áreas com maior potencial estratégico, sobretudo em setores onde a proteção da informação é crítica.

Neste contexto, a distribuição quântica de chaves (QKD, Quantum Key Distribution) surge como uma das tecnologias mais avançadas. O seu objetivo é permitir a distribuição segura de chaves criptográficas, tirando partido dos princípios da mecânica quântica para detetar eventuais tentativas de interceção. É neste domínio que se insere o QuKee, a solução da GMV concebida para reforçar a segurança das comunicações através de tecnologias quânticas.

Esta aposta é reforçada pela aliança estratégica entre a GMV e a LuxQuanta, que pretende acelerar a implementação de capacidades de QKD na Europa. A colaboração combina a experiência da GMV em cibersegurança, gestão de chaves e sistemas espaciais com a tecnologia desenvolvida pela LuxQuanta para redes terrestres de fibra ótica. O objetivo é avançar para um ecossistema integrado de comunicações quânticas seguras, em linha com iniciativas europeias como a EuroQCI.

As aplicações das tecnologias quânticas não trazem benefícios apenas na Terra: estão também a transformar o setor espacial. Algumas fazem parte do nosso quotidiano há décadas, ainda que de forma discreta. É o caso dos relógios atómicos utilizados nos sistemas globais de navegação por satélite (GNSS), como o Galileo, que recorrem a princípios da física quântica e permitem determinar posições à superfície da Terra com elevada precisão.

Outras tecnologias estão também já a ganhar espaço. Os lasers, um dos exemplos clássicos de aplicação da física quântica, desempenham um papel cada vez mais importante nas comunicações espaciais, através de ligações óticas entre satélites — as chamadas intersatellite links — e entre satélites e estações terrestres. Estas soluções permitem aumentar significativamente a capacidade e a velocidade de transmissão de dados, contribuindo para comunicações mais eficientes e seguras. A GMV participa nesta evolução tecnológica através da sua contribuição para projetos europeus de referência, como o HydRON, destinado a demonstrar uma rede de comunicações óticas entre satélites e a Terra, e o EDRS, concebido para disponibilizar ligações laser de alta velocidade e capacidade de retransmissão entre satélites e estações terrestres.

A nova geração de tecnologias quânticas espaciais vai ainda mais longe, explorando fenómenos próprios da mecânica quântica, como o entrelaçamento, a superposição e o efeito túnel. Neste domínio, destacam-se projetos como o EAGLE-1, a partir de uma órbita terrestre baixa, a cerca de 700 km de altitude; o Caramuel, a partir de uma órbita geoestacionária, a cerca de 36 000 km da Terra; e o SAGA, componente espacial da EuroQCI — a Infraestrutura Europeia de Comunicação Quântica —, iniciativas nas quais a GMV participa e que exploram, entre outras capacidades, a distribuição quântica de chaves.

Também nas áreas da navegação e da sincronização estão a abrir-se novos caminhos. O projeto QUANTICO combina técnicas de medição quântica com distribuição quântica de chaves para desenvolver sistemas mais resilientes a interferências. Neste âmbito, a GMV já desenvolveu um protótipo capaz de alcançar precisões de até 6 cm sem depender dos sistemas globais de navegação por satélite (GNSS) tradicionais.

Por fim, destaca-se o projeto CARIOQA, que irá explorar medições de elevada precisão a partir do espaço recorrendo a sensores quânticos. O objetivo é colocar em órbita um acelerómetro quântico capaz de detetar e analisar variações extremamente pequenas no campo gravitacional terrestre.

Preparar-se hoje para a segurança pós-quântica

Embora a computação quântica prática em grande escala ainda tenha de superar importantes desafios técnicos, a sua evolução representa já um desafio direto para a cibersegurança. Alguns dos sistemas criptográficos que atualmente protegem comunicações, transações e dados poderão vir a ser comprometidos no futuro pela capacidade dos computadores quânticos mais avançados.

A transição para a criptografia pós-quântica deixou, por isso, de ser encarada como uma questão exclusivamente de investigação, passando a assumir-se como um requisito de resiliência e proteção a longo prazo para organizações que gerem informação sensível ou infraestruturas críticas.

Neste contexto, surge uma nova geração de algoritmos concebidos para resistir a futuros ataques quânticos. A evolução das normas internacionais confirma que esta migração já não é uma questão teórica, mas uma necessidade concreta para organizações públicas e privadas.

O desafio, contudo, não se resume à substituição de algoritmos. Implica rever arquiteturas, adaptar sistemas, assegurar a criptoagilidade e planear uma transição progressiva e ordenada, sobretudo em setores onde a confiança, a disponibilidade e a proteção da informação são elementos críticos.

Preparar-se para uma mudança de escala

Nos próximos anos, assistiremos ao avanço das primeiras aplicações híbridas que combinam computação quântica, computação de alto desempenho (High-Performance Computing, ou HPC) e inteligência artificial, à implementação progressiva de comunicações quânticas seguras e a uma aceleração da transição para a criptografia pós-quântica. Tudo aponta para um cenário em que as diferentes tecnologias quânticas ganharão relevância a ritmos distintos, mas de forma sustentada, em setores industriais e estratégicos.

A questão já não é saber se estas capacidades terão impacto, mas quais serão as organizações mais bem preparadas para as transformar em soluções úteis, seguras e operacionais. Para a Europa, isso significa converter a excelência científica em soberania tecnológica. Para a GMV, significa continuar a contribuir para essa transição a partir de uma posição clara: combinar visão tecnológica, capacidade de integração e orientação para aplicações com valor real.

Implica também algo mais: alargar este debate a toda a empresa. Identificar atempadamente os problemas que podem beneficiar destas tecnologias será uma componente essencial da vantagem competitiva nos próximos anos. Porque, na era quântica, a diferença não será determinada apenas por quem dominar a tecnologia, mas também por quem souber identificar, antes dos demais, onde esta pode gerar um impacto real.