David Deutsch: O Físico que Levou o Multiverso à Letra

Em 1985, um físico de Oxford publicou um artigo descrevendo uma máquina que ninguém tinha construído e que poucos julgavam necessária: um computador quântico universal. O seu argumento não era que ele seria útil. Era que o princípio mais profundo da ciência da computação — a afirmação de Turing de que uma única máquina pode simular qualquer processo físico — era falso tal como estava enunciado, porque o universo é quântico e a máquina de Turing não era. Corrigir o princípio exigia um novo tipo de computador. Quase quatro décadas depois, as máquinas existem, uma indústria cresceu à volta delas e David Deutsch é geralmente chamado o pai da computação quântica.

De Haifa a Oxford

David Elieser Deutsch nasceu a 18 de maio de 1953, em Haifa, Israel, numa família judia. Frequentou a William Ellis School em Londres, estudou Ciências Naturais no Clare College, em Cambridge, e prosseguiu para o doutoramento no Wolfson College, em Oxford, sob a orientação de Dennis Sciama e Philip Candelas, trabalhando em teoria quântica de campos em espaçotemporal curvo. Sciama, cujos alunos incluíam Stephen Hawking e Roger Penrose, foi o orientador de uma geração de teóricos britânicos dispostos a levar ideias estranhas a sério — uma aprendizagem útil para o que Deutsch faria a seguir.

O Princípio de Church-Turing-Deutsch

O artigo de 1985 introduziu a máquina de Turing quântica e o que ficou conhecido como o princípio de Church-Turing-Deutsch. A intuição original de Turing era sobre matemática: uma máquina universal pode calcular qualquer coisa computável. Deutsch reformulou-a como uma afirmação sobre a física — que um dispositivo computacional universal deve ser capaz de simular qualquer processo físico e, uma vez que os processos físicos são mecânico-quânticos, a máquina universal deve ser ela própria quântica.

Esta é uma manobra caraterística de Deutsch. Ele pegou num resultado abstrato da lógica e insistiu que era na verdade uma declaração sobre o mundo, seguindo depois as consequências para onde quer que elas levassem. O que resultou foi a fundação teórica de toda uma tecnologia.

Ele seguiu-a com resultados concretos. Com Richard Jozsa, desenvolveu o algoritmo de Deutsch-Jozsa — uma das primeiras demonstrações de que um algoritmo quântico podia ser exponencialmente mais rápido do que qualquer algoritmo clássico determinista possível. Resolve um problema artificial sem interesse prático, e isso não vem ao caso: foi uma prova de existência de que os computadores quânticos não são apenas mais rápidos, mas categoricamente diferentes. Também trabalhou em portas lógicas quânticas e correção de erros quânticos, a disciplina que torna as máquinas construíveis num mundo ruidoso.

Quatro Fios

O livro de Deutsch de 1997, The Fabric of Reality, defendeu algo fora de moda: que a forma de compreender a realidade não é reduzir tudo à física de partículas, mas reconhecer quatro teorias profundas que se apoiam mutuamente. A interpretação dos muitos mundos da mecânica quântica de Hugh Everett é a primeira e mais importante. A epistemologia de Karl Popper, com a sua ênfase no realismo e em conjeturas ousadas, é a segunda. A teoria da computação de Alan Turing, estendida pelo próprio princípio de Turing de Deutsch, das máquinas de Turing universais para os computadores quânticos universais, é a terceira. O refinamento do darwinismo por Richard Dawkins, com replicadores e memes, é a quarta.

A receção foi calorosa, mas não acrítica. O The Guardian chamou-lhe um livro profundo e ambicioso. O The York Times encontrou nele intuições provocadoras e refrescantemente oblíquas, ao mesmo tempo que questionava se o todo se mantinha coeso. The Beginning of Infinity seguiu-se em 2011, estendendo o argumento para a afirmação de que o conhecimento explicativo não tem limites inerentes.

A contribuição de Deutsch para a filosofia da ciência é um critério que ele defende firmemente: boas explicações são difíceis de variar. Uma teoria cujos detalhes pudessem ser trocados sem danos não está a explicar nada; uma boa explicação tem partes que são estritamente limitadas pelo trabalho que realizam.

Teoria dos Construtores

Desde 2012, trabalhando com Chiara Marletto, Deutsch tem vindo a desenvolver a teoria dos construtores — uma tentativa de generalizar a computação quântica para um enquadramento que abranja todos os processos físicos. Em vez de descrever o que acontece dadas as condições iniciais e as leis do movimento, a teoria dos construtores propõe estabelecer quais as transformações físicas que são possíveis e quais são impossíveis, e porquê. É uma tentativa de reconstruir os fundamentos da física sobre bases diferentes. Se terá sucesso é algo totalmente em aberto.

Porque é que David é Chamado um Génio

A qualidade distintiva de Deutsch é a recusa em tratar qualquer teoria como um mero engenho de cálculo. Quando a mecânica quântica dizia que há muitos mundos, a maioria dos físicos tratou isso como uma curiosidade interpretativa a ser descartada; Deutsch levou-o literalmente a sério e perguntou como seria uma máquina que o explorasse. O computador quântico universal nasceu desse literalismo. O mesmo movimento repete-se por toda a sua obra — tratar o princípio de Turing como física em vez de lógica, tratar a explicação em vez da previsão como o objetivo da ciência.

O reconhecimento é substancial: o Prémio Dirac da IOP em 1998, membro da Royal Society em 2008, a Medalha Dirac do ICTP em 2017, a Medalha Isaac Newton em 2021 e o Breakthrough Prize de Física Fundamental de 2023. "Pai da computação quântica" é uma descrição amplamente utilizada, não promocional.

O contra-argumento é real. Os compromissos fundamentais de Deutsch continuam a ser posições minoritárias — os muitos mundos são uma interpretação entre várias, e a teoria dos construtores ainda não produziu resultados que cativem a atenção da área. Ele é um teórica do que é possível em princípio, e o enorme trabalho prático de construir computadores quânticos tem sido feito por outros que trabalham num hardware que ele não desenhou. Os seus livros são obras de argumentação em vez de evidência, e o seu alcance convida à acusação de que explicam tudo e, portanto, não restringem nada. É também justo notar que Everett propôs os muitos mundos, Popper a epistemologia, Turing a computação, Dawkins o enquadramento evolutivo — a síntese de Deutsch é genuinamente original, mas os fios são emprestados. O seu génio está em ver o que se segue de levar as teorias existentes à letra, o que é uma capacidade mais rara do que parece e mais estreita do que o título honorífico implica.

Legado

Deutsch trabalha no Centro de Computação Quântica em Oxford, e o campo que fundou no papel tornou-se numa empresa de investigação global com milhares de milhões de dólares por trás. Seja qual for o destino da teoria dos construtores ou da interpretação dos muitos mundos, o artigo de 1985 mantém-se: identificou uma forma de computação que ninguém tinha concebido, provou que estava implícita na própria física e esperou que os engenheiros o acompanhassem. Eles ainda o estão a acompanhar.