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Pela primeira vez, em perto de um século, a humanidade poderá estar perto de dar atenção a uma tecnologia que tem o potêncial para ser um verdadeiro mudador de paradigma nos transportes.

Elon Musk propôs a ideia do Hyperloop há alguns anos, e sugeriu que poderia ser um método revolucionário de viajar, baseado em tecnologia existente. O Hyperloop tem já criado uma extrema controvérsia entre cépticos que não acreditam na capacidade humana de aguentar a aceleração de 0 a 1000 Km/hora num curto período de tempo.

No entanto, e apesar de haver razões para precauções relativamente à tecnologia, o Hyperloop deve ser também acarinhado como uma longa tradição de inovação Norte Americana e o atingir limites da experiência humana.

Agora o Hyperloop parece preparado para uma primeira tentativa que se tornará realidade com uma versão de testes perto de se iniciar e que se encontra numa fase de construção. Isto coloca uma questão interessante - se o Hyperloop funcionar, quão grande será enquanto força disruptiva para a industria aérea? O Hyperloop tem outros mercados de oportunidades, para além de deslocar pessoas tal como perturbar a indústria do transporte aéreo ou rodoviário, mas esses são problemas para uma outra altura. Para hoje, é útil pensar apenas sobre o impacto do Hyperloop na indústria aérea.

Na prática, a capacidade do hyperloop de competir com companhias aéreas será levado por uma combinação de preço dos bilhetes, com tempo de viagem. O preço, por sua vez, terá uma relação directa com custos de energia de transporte de passageiros no Hyperloop. A tecnologia por detrás deste teste está bem provada, mas não na escala que Elon Musk e outros precisam para ver o Hyperloop a funcionar efectivamente. Ainda assim, há algumas maneiras de impulsionar a cápsula Hyperloop, em teoria.

A cápsula Hyperloop representa algo entre um tubo pneumático e um comboio maglev. Determinar exactamente quanto poder um Hyperloop poderá requerer, pode ser enganador nesta fase mas é igualmente importante. Uma das razões pela qual algumas novas ideias de transporte, como o hovercraft, nunca foram realmente mais além, está relacionado com a necessidade massiva de energia.

Então, quanta energia será necessária para 'disparar' o Hyperloop no seu tubo? A proposta de Elon Musk, antevia originalmente uma fonte constante de energia, na forma de um compressor em lugar de um simples impulso de aceleração (como uma bala). Não é totalmente claro se os novos testes em pista se irão desviar da proposta original ou não, mas assumindo que nos ficamos pelos planos originais, uma cápsula de 436 cavalos seria suficiente.

Em comparação, locomotivas têm frequentemente 4000 cavalos, enquanto um carro, ronda os 115 cavalos. O maior desafio é saber quanta fricção será colocada no sistema, e do ar que irá rodear a cápsula. O sistema precisa produzir uma pressão suficientemente alta de modo a mover a cápsula ao longo do tubo.

A matemática por detrás da mecânica de mover o tubo é um pouco complexa, com cálculos baseados em força, pressão, área e um cálculo de lei de gás ideal, sugerem que as estimativas de Musk são razoáveis.

No geral, o Hyperloop usaria talvez 27 Kw por passageiro (assumindo uma muito conservadora ideia de 6 passageiros numa viagem de 30 minutos). A energia requerida aumenta se o tamanho do tubo aumenta, mas por passageiro o aumento torna-se irrelevante.

Na essência a matemática sugere que o tubo de Hyperloop pode mover passageiros por um punhado de Euros cada um em energia. A verdadeira questão será determinar a fiabilidade do custo do Hyperloop.

Nos últimos anos, progressos consideráveis têm sido feitos para desenvolver um computador quântico, que tem a promessa de resolver problemas de um modo muito mais eficiente do que um computador clássico.

Os físicos são agora capazes de criar os alicerces básicos, os bits quânticos (qubits) em laboratório, controlá-los e usá-los para computação simples. Para aplicações práticas, uma classe particular de computadores quânticos, os chamados computadores quânticos adiabáticos, têm gerado recentemente um grande interesse entre investigadores e industria. É desenhado para resolver problemas de optimização do mundo real que computadores convencionais não são capazes de resolver.

Todas as aproximações à computação quântica adiabática enfrentam o mesmo desafio: o problema está codificado na interacção entre qubits; para codificar um problema genérico, é necesssária uma conectividade de todos-para-todos, mas a localização física dos quantum bits limita as interacções disponíveis.

'A linguagem de programação destes sistemas é a interacção individual entre cada qubit físico. A possível entrada de dados é determinada pelo hardware. Isto significa que todas estas aproximações enfrentam um desafio fundamental quando tentam criar um completo e programável computador quântico,' explica Wolfgang Lechber do Instituto para a Óptica Quântica e Informação Quântica (IQOQI) na Academia de Ciência Austríaca de Innsbruck.

Computador quântico completamente programável
Os Físicos Teoréticos Wolfang Lechner, Philipp Hauke e Peter Zoller têm agora uma proposta para uma nova abordagem. O trio, que trabalha na Universidade de Innsbruck e da IQOQI, sugerem contornar os desafios ao separar os qubits lógicos da implementação física. Cada qubit físico corresponde a um par de qubits lógicos e podem ser ajustados por campos locais.

Estes podem ser campos eléctricos quando lidam contra átomos e ions de campos magnéticos em qubits supercondutores. 'Qualquer problema de optimização genérica pode ser programado através dos campos,' explica o co-autor Philipp Hauke do Instituto para Física Teorética da Universidade de Innsbruck, Áustria.

'Ao usar esta abordagem, não estaremos somente a evitar as limitações impostas pelo hardware, mas fazer igualmente a implementação tecnológica em escala.'

Integrada tolerâncias a falhas
Devido ao numero crescente de graus de liberdade, que podem levar a soluções não-físicas, os físicos organizam os qubits de modo a quatro qubits fisicos interajam localmente.

'Desta maneira garantimos que só soluções fisícas serão possíveis,' explica Wolfgang Lechner. A solução do problema está codificada redundantemente em qubits. 'Com esta redundância o nosso modelo terá também uma alta tolerância à falha,' diz Lechner.

A nova arquitectura pode ser feita em várias plataformas, desde circuitos de supercondutores a gases ultra frios em grades ópticas. 'A nossa abordagem permite a aplicação de tecnologias que não têm sido adequadas à optimização quântica adiabática até agora,' diz o físico. Lechner, Hauke and Zoller introduziram este novo modelo no Jornal Science Advances. À comunidade cientifica também expressaram grande interessa no novo modelo. Peter Zoller está convencido:

'O passo de calculadoras mecânicas a computadores completamente funcionais, começaram a era da tecnologia de informação à 80 anos atrás. Hoje estamos perto da idade da informação quântica.'

A patente para a arquitectura de um novo computador quântico foi submetido este ano. Os cientistas são financeiramente suportados pela Austrian Science Fund (FWF) e a European Research Council (ERC), entre outros.