Nas últimas décadas, está sendo visualizado um movimento tecnológico impactante na sociedade: a segunda revolução quântica, uma consequência de décadas de avanços na nanotecnologia e montagem de materiais átomo por átomo, permitindo aproveitar as vantagens de fenômenos intrínsecos à mecânica quântica, como superposição e emaranhamento, para projetar dispositivos quânticos com capacidades novas ou melhores.Ao mesmo tempo, uma nova dimensão da guerra, um domínio quântico, preocupa governos em todo o mundo, bem como entidades privadas, especialmente ligadas ao setor industrial. Gerenciar recursos para as aplicações militares mais promissoras em tecnologia quântica é um assunto em discussão contínua em termos de planejamento político e estratégico. Com isso, um cronograma auspicioso e uma trama políticofinanceira global favorável têm sua origem nos dias atuais. Este artigo oferece uma visão global das principais perspectivas políticas, americana e europeia, sobre as tecnologias quânticas contemporâneas e suas potenciais aplicações gerais e militares.
Nas últimas décadas, está sendo visualizado um movimento tecnológico impactante na sociedade: a segunda revolução quântica, uma consequência de décadas de avanços na nanotecnologia e montagem de materiais átomo por átomo, permitindo aproveitar as vantagens de fenômenos intrínsecos à mecânica quântica, como superposição e emaranhamento, para projetar dispositivos quânticos com capacidades novas ou melhores.Ao mesmo tempo, uma nova dimensão da guerra, um domínio quântico, preocupa governos em todo o mundo, bem como entidades privadas, especialmente ligadas ao setor industrial. Gerenciar recursos para as aplicações militares mais promissoras em tecnologia quântica é um assunto em discussão contínua em termos de planejamento político e estratégico. Com isso, um cronograma auspicioso e uma trama políticofinanceira global favorável têm sua origem nos dias atuais. Este artigo oferece uma visão global das principais perspectivas políticas, americana e europeia, sobre as tecnologias quânticas contemporâneas e suas potenciais aplicações gerais e militares.
Os fundamentos da física (ou mecânica) quântica foram apresentados pelo cientista alemão Max Planck em 1900.De conteúdo científico revolucionário, esses fundamentos estabeleceram novos paradigmas que lastrearam a chamada Primeira Revolução Quântica, da qual derivaram produtos como o laser, o GPS e os chips semicondutores, essenciais na atualidade.Em 1950, Chien Shiung Wu e Irving Shaknov realizaram o que hoje é conhecido como experimento WS, que se tornou a chave para a manifestação emergente da segunda revolução quântica, que inclui novas tecnologias agrupadas em quatro grandes áreas: dispositivos quânticos (sensores, biossensores, detectores e atuadores); comunicação e teletransporte quânticos e materiais bidimensionais; computação, criptografia e internet quânticas; e tecnologias derivadas de materiais quânticos de aplicação, por exemplo, na área de energia.Este artigo procura investigar indícios de que a área de Tecnologias Quânticas é essencial não apenas para a Segurança e Defesa Nacional, mas também para a conformação do tabuleiro geopolítico.Eles sugerem que, conjuntamente, as Tecnologias Quânticas, a Inteligência Artificial (IA) e a Cibernética promoverão uma grande revolução tecnológica da humanidade e, particularmente, nos assuntos militares.Sendo assim, o artigo apresenta argumentos para que tais áreas do conhecimento e desenvolvimento tecnológico sejam consideradas estratégicas e prioritárias para o país, tendo em vista a centralidade dessas tecnologias no crescimento econômico, no desenvolvimento social, na segurança, na defesa e na soberania de uma nação no contexto da 4ª Revolução Industrial e da Era do Conhecimento.
Resumo A Termodinâmica foi consolidada durante a Revolução Industrial, estabelecendo um arcabouço teórico e prático para descrever como energia pode ser transformada e utilizada. Com o surgimento da Teoria da Informação, ocorreu uma das primeiras associações entre informação e energia, fazendo com que diversos conceitos termodinâmicos fossem revisitados sob essa perspectiva. A Termodinâmica Quântica emerge, então, da necessidade de descrever essas trocas energéticas em sistemas governados pelas leis da Mecânica Quântica. A segunda revolução quântica impulsiona esse cenário em que as tecnologias vem sendo cada vez mais miniaturizadas e faz-se necessário compreender o papel das leis quânticas para um funcionamento otimizado. Neste artigo, revisitamos as ideias que deram origem à Termodinâmica Quântica e apresentamos uma introdução às suas bases teóricas. Discutimos as definições de trabalho, calor e entropia em sistemas quânticos, reinterpretando a primeira e a segunda lei nesse contexto, e ilustramos esses conceitos através do exemplo de um sistema composto por um único qubit. Exploramos também como recursos quânticos podem oferecer vantagens termodinâmicas. Na sequência, abordamos duas aplicações centrais: máquinas térmicas e baterias quânticas, discutindo seus modelos teóricos e as respectivas implementações experimentais. Concluímos destacando os desafios atuais e os possíveis avanços dessa área que encontra-se em rápida ascensão. Esperamos oferecer uma breve introdução ao tema a estudantes de graduação e pós-graduação em ciências exatas.
O artigo aqui apresentado, busca apresentar uma análise acerca dos mistérios contidos no mundo quântico, examinar conteúdos pouco discutidos devido à sua complexidade e transformar os dados encontrados em conceitos mais atingíveis. Seu principal objetivo está na investigação dos fenômenos fundamentais da Física Quântica e suas contribuições para o entendimento da realidade e suas influências quanto ao desenvolvimento de tecnologias inovadoras, sendo para isso, estabelecidos alguns propósitos específicos para alcançá-lo, como analisar a dualidade onda-partícula, discutir a superposição, avaliar o tunelamento quântico, investigar a decoerência e examinar o princípio da incerteza de Heisenberg. A metodologia aplicada consistiu em uma análise bibliográfica a partir de publicações pertinentes ao tema proposto e na avaliação de dados obtidos a partir de fontes secundárias, tendo como intuito garantir um suporte substancial de conhecimentos de modo a explorar e sustentar as informações obtidas e o desenvolvimento das teorias principais. A partir da pesquisa realizada, pôde-se identificar que, os fenômenos quânticos possuem impacto significativo em diversas tecnologias emergentes que vão desde modernos dispositivos eletrônicos utilizados em sistemas de comunicação até aparelhos utilizados para diagnósticos médicos o que, por sua vez, permitiu a compreensão de que aprofundar o conhecimento sobre tais fenômenos é essencial para o desenvolvimento tecnológico e científico futuro. Conclui-se a partir desta investigação que, fenômenos como a dualidade onda-partícula, a superposição, o tunelamento quântico, a decoerência e o princípio da incerteza de Heisenberg possuem pressuposições profundas, influenciando não apenas o modo como os cientistas compreendem a natureza fundamental da realidade, mas também impulsionando importantes inovações tecnológicas.
As tecnologias quânticas de segunda geração têm se consolidado como um dos ramos de maior capacidade disruptiva do século XXI. Este artigo analisa a produção científica e tecnológica sobre essas tecnologias, com foco em sua aplicação na defesa. Para tal, utilizou-se abordagem quantitativa baseada em dados das bases Scopus e PATENTSCOPE, adotando taxonomias internacionalmente reconhecidas – relatório Strategic Research and Industry Agenda (SRIA 2030) for Quantum Technologies da iniciativa Quantum Flagship da Comissão Europeia, sistema de classificação da Association for Computing Machinery (ACM), taxonomia do Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e categorização da Divisão de Ciência e Tecnologia da OTAN. Os resultados mostram que a produção científico-tecnológica em tecnologias quânticas, entre 2014 e 2024, apresentou crescimento expressivo, sobretudo após 2021, com liderança de China e EUA e participação modesta do Brasil. A produção científica da Índia cresce de forma destacada, principalmente na vertente da defesa. Semelhanças foram observadas nas áreas de pesquisa entre os cenários global e militar, com destaque para computação e comunicações quânticas. Quanto às áreas de aplicação, apesar da baixa representatividade da defesa, sua produção apresenta tendência de crescimento superior à do contexto global, sugerindo progressivo interesse no setor. As aplicações de tecnologias quânticas na defesa que mais recebem atenção são C4ISR (controle, comando, comunicações, computadores, inteligência, vigilância e reconhecimento) & apoio à decisão e hipersônica & espaço. A partir dessa análise, o estudo prospecta o desenvolvimento de soluções no contexto do Exército Brasileiro.
Tecnologias baseadas na mecânica quântica — como superposição, emaranhamento e interferência — estão impulsionando uma corrida tecnológica com implicações diretas para a segurança e a defesa. Computadores quânticos, criptografia inviolável e sensores ultrassensíveis já integram estratégias militares de grandes potências como Estados Unidos, China e União Europeia. Este artigo analisa o papel das tecnologias quânticas na disputa geopolítica entre essas potências e seus possíveis impactos para a defesa do Brasil. A pesquisa adota abordagem qualitativa, com estudo de caso, revisão bibliográfica e análise de cenários, com base em fontes especializadas. Os dados foram obtidos por meio de levantamento secundário em fontes especializadas em defesa. Os resultados indicam que o domínio dessas tecnologias já gera vantagens estratégicas, especialmente no aprimoramento das capacidades de comando, controle, comunicações, computação e reconhecimento (C4ISR). Elas ampliam o alcance da guerra cibernética, desafiam sistemas atuais de criptografia, permitem detectar ameaças furtivas e revolucionam a navegação em ambientes GPS-negado. No Brasil, embora ainda distante da liderança global, visualiza-se aplicações estratégicas no campo da proteção da Amazônia, das fronteiras e das comunicações militares. Conclui-se que as tecnologias quânticas representam riscos e oportunidades. Investimentos consistentes, parcerias internacionais e políticas de inovação são essenciais para posicionar o Brasil como ator relevante nesse campo emergente.
Inicialmente, os conceitos fundamentais e a problemática básica subjacentes ao Controle de Sistemas Quânticos são apresentados, destacando-se, por exemplo, as questões físicas e dinâmicas envolvidas, os principais tipos e metodologias de controle no contexto quântico, bem como aplicações existentes e potenciais de Controle Quântico, muitas das quais situando-se na vanguarda da Ciência e da Tecnologia. Segue-se uma exposição do arcabouço teórico básico e do formalismo padrão da Mecânica Quântica, tendo em vista prover os elementos necessários à compreensão de sistemas quânticos, sua dinâmica e seu controle. O conceito de Controlabilidade é, então, apresentado no contexto de Sistemas Quânticos. Em seqüência, os fundamentos do Controle Quântico Ótimo são desenvolvidos como uma extensão da Teoria Clássica de Controle Ótimo, apresentando-se exemplos de aplicações. Ao problema da transferência de estados quânticos para um estado-alvo em tempo mínimo é devotada especial atenção, dada sua grande relevância em aplicações tecnológicas de ponta, como em Computação Quântica e Processamento de Informação Quântica. A partir de limitações físicas que são inerentes a qualquer sistema quântico, no tocante ao tempo mínimo necessário para que ocorra uma transição de estados, propõem-se Fatores de Mérito para quantificar a eficiência dos controles quânticos ótimos que minimizam o tempo de transferência de estados. Exemplos de aplicação, estudos teóricos e estudos de casos são levados a cabo para a definição dos Fatores de Mérito associados. Este trabalho termina com estudos relativos a uma possível formulação da Teoria de Controle Quântico Ótimo em termos de Integrais de Trajetória para o tratamento de sistemas quânticos contínuos, em especial, o controle espaço-temporal de partículas quânticas. Um possível emprego do Efeito Aharonov-Bohm é também discutido como estratégia de Controle Quântico.