A luz é algo que usamos todos os dias, mas ela também pode guardar segredos que só a ciência entende.
E, quando falamos em manipular a luz de formas incríveis — como controlar partículas de luz para criar computadores quânticos ou sensores super precisos — entramos no fascinante campo da nanofotônica quântica.
Cientistas brasileiros estão liderando uma pesquisa que junta inteligência artificial com física para acelerar a criação de dispositivos ópticos avançados. Esses aparelhos são tão pequenos que não podem ser vistos a olho nu, mas têm potencial para transformar áreas como a computação, comunicação e até medicina.
O projeto se destaca por usar uma técnica chamada aprendizado de máquina informado pela física. Em vez de apenas ensinar computadores com dados, os pesquisadores ensinam as leis da natureza. Assim, a inteligência artificial consegue pensar “como um físico” e projetar dispositivos que funcionam de verdade — respeitando as regras da física clássica e quântica.
Essa abordagem está perfeitamente alinhada com a visão de Jensen Huang, CEO da NVIDIA, que recentemente declarou em entrevista à CNBC que, se tivesse 20 anos hoje, escolheria estudar ciências físicas em vez de ciências de software.
Segundo ele: “A revolução da inteligência artificial começou com a IA de percepção — entendendo imagens, palavras e sons. Depois veio a IA generativa — criando texto, imagens e som. Agora, estamos entrando na era da IA física, que pode prosseguir, raciocinar, planejar e agir. A próxima fronteira é a IA física.”
Essa nova fase exige que os sistemas de IA compreendam o mundo real — como forças, movimento e interação entre objetos — e isso só é possível com profundo conhecimento das leis da física.
Euclydes Marega Junior
E para que tudo isso funcione, é essencial contar com processadores de altíssimo desempenho, como os desenvolvidos pela própria NVIDIA. As GPUs da empresa se tornaram o coração da revolução da IA permitindo que modelos complexos sejam treinados e executados com velocidade e precisão. Sem esse avanço tecnológico, o boom atual da inteligência artificial simplesmente não seria possível.
O incrível de tudo é que o princípio de funcionamento dos processadores mais modernos utilizados nas GPUs atuais utiliza basicamente transistores que funcionam de maneira semelhante ao primeiro transistor concebido em 1947, usando praticamente o mesmo material — o Silício.
Mas o que mudou? A tecnologia de fabricação avançou com técnicas de nanofabricação, permitindo que bilhões de transistores fossem integrados em um único chip. Isso revolucionou a computação, tornando os dispositivos mais rápidos e eficientes.
Porém, estamos enfrentando um desafio importante: o consumo de energia. Hoje, todo o processamento é feito com elétrons (carga elétrica), e a demanda por energia está crescendo exponencialmente.
Aqui entra uma solução promissora: os fótons, partículas de luz que podem substituir os elétrons em algumas funções. Os fótons têm vantagens incríveis, como menor consumo de energia e maior velocidade de transmissão de dados.
Mas, para usar fótons precisamos entender como eles interagem com a matéria em um nível muito profundo — na escala da mecânica quântica. É aqui que a Inteligência Artificial pode fazer a diferença. Com sua capacidade de analisar padrões complexos e simular interações quânticas, a IA pode ajudar os cientistas a projetar dispositivos que aproveitem o poder dos fótons.
Imagine um futuro onde computadores quânticos criem dispositivos em segundos, entendendo as leis do universo como um físico.
Essa revolução está sendo construída no Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP) — e pode transformar a maneira como usamos a luz em nossas vidas.
(Prof. Euclydes Marega Junior)
Assessoria de Comunicação – IFSC/USP
