Avanço quântico vai impulsionar a agricultura estratégica do Brasil
Computação Quântica tem potencial de transformar áreas à agricultura inteligente…
Simuladores em nuvem já permitem testes de algoritmos na agricultura por meio da computação quântica
Fotos imagens geradas por IA
A computação quântica, uma tecnologia inovadora, está prestes a revolucionar a agricultura digital e a pesquisa agropecuária no Brasil. Um estudo da Embrapa Agricultura Digital (SP), em colaboração com o Centro de Ciência para o Desenvolvimento em Agricultura Digital da Fapesp, revela o potencial dessa tecnologia para resolver problemas complexos com rapidez e precisão. As informações são da Embrapa.
As aplicações são vastas, abrangendo desde a agricultura inteligente até a modelagem climática, sensoriamento remoto e bioinformática. Publicado na revista Pesquisa Agropecuária Brasileira (PAB), o estudo destaca a importância estratégica da computação quântica para o futuro do setor. “A pesquisa de ponta em computação quântica pode aprimorar a tomada de decisões em toda a cadeia produtiva, lidando com a incerteza inerente ao processo, do plantio à comercialização”, afirma Édson Bolfe, pesquisador da Embrapa e coautor do estudo.
Como Funciona
A computação quântica representa um salto tecnológico em relação aos computadores tradicionais. O pesquisador Kleber Souza explica que, enquanto os dispositivos que usamos hoje operam com bits binários (0 ou 1), os computadores quânticos utilizam qubits. Essa diferença fundamental permite que os qubits existam em múltiplos estados simultaneamente, graças a um fenômeno chamado superposição. Essa capacidade de processar diversas possibilidades ao mesmo tempo confere aos computadores quânticos uma velocidade e eficiência incomparáveis para resolver problemas complexos, superando até mesmo os supercomputadores.
A principal distinção entre computadores clássicos e quânticos reside na forma como processam informações. Enquanto os computadores tradicionais utilizam bits, que podem ser 0 ou 1, os computadores quânticos empregam qubits. A magia dos qubits está na sua capacidade de representar 0 e 1 simultaneamente, um fenômeno conhecido como superposição. Essa característica permite que os computadores quânticos explorem múltiplas possibilidades ao mesmo tempo, acelerando a resolução de problemas complexos.
Em Harvard, ex-ministro de FHC propõe congelar salário mínimo por seis anos
Desfolhante da Guerra do Vietnã nutri a agricultura que alimenta o Brasil
Secretaria de Recuperação do Rio Doce participa de reunião em Brasília
Patrimônio musical do Brasil, o chorinho toca aos domingos para os capixabas
Divergências sobre a educação inclusiva
Aplicações Práticas
A computação quântica está prestes a revolucionar a agricultura. Desde a previsão climática até o diagnóstico de doenças, essa tecnologia promete aumentar a eficiência e a precisão em diversas áreas. Imagine um futuro onde o Zoneamento Agrícola de Risco Climático (Zarc) seja ainda mais preciso, auxiliando produtores e instituições financeiras. Ou onde doenças em culturas como soja e milho sejam detectadas precocemente, evitando perdas significativas. Além disso, a computação quântica pode acelerar a análise de dados genômicos, impulsionando o melhoramento genético e a criação de culturas mais resistentes e produtivas.
Desafios e Investimentos
Embora a computação quântica prometa revolucionar o agronegócio, o alto custo e a complexidade da tecnologia ainda são grandes obstáculos. Um computador quântico pode custar milhões de dólares e requer infraestrutura especializada. No entanto, especialistas como Souza defendem que o domínio dessa tecnologia é crucial para o futuro do agro brasileiro, exigindo investimentos em pesquisa e educação para garantir a competitividade do país.
No Brasil
Os desafios para a implantação da computação quântica estão sendo mapeados e importantes iniciativas já estão em curso no Brasil, ressalta Souza. Em 2022, foi organizado, pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI) e pela Softex o evento “Desafio Brasil Computação Quântica” para discutir a questão.
No mesmo ano, teve também o lançamento da Rede MCTI-Softex de Tecnologias Quânticas, coordenada pelo Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia do Serviço Nacional de Aprendizado Industrial (Senai). O objetivo é fomentar o ecossistema brasileiro de computação quântica, integrando as ações do governo aos centros de pesquisas, startups e preparar o País para a tecnologia.
Em 2023, a Embrapa e o Senai Cimatec lançaram uma Unidade Mista de Pesquisa e Inovação Digital em Agricultura Tropical (Umipi DITAg). A parceria viabiliza o compartilhamento das infraestruturas computacionais e equipes das instituições para, a partir do uso de novos sensores, tecnologias quânticas, automação e robótica, alavancar o desenvolvimento de soluções digitais voltadas ao setor agropecuário em áreas como inteligência artificial, agricultura de precisão, internet das coisas, fotônica e rastreabilidade.
Em 2024, a Fapesp lançou um programa de pesquisa para promover o progresso das tecnologias quânticas, impulsionar o desenvolvimento de startups, atrair investimentos globais e trazer talentos para o estado de São Paulo.
Chave para o Sucesso
A Austrália avalia que em 2045 serão necessários 19,4 mil especialistas para suprir a demanda para atuação em computação quântica, relata Souza, ao destacar a pesquisa e a educação como áreas igualmente essenciais para o desenvolvimento dessa área no Brasil.
Além de infraestrutura, o País precisa investir em formação de especialistas. De acordo com o artigo, países como Austrália e Alemanha já oferecem cursos de engenharia quântica, enquanto no Brasil, instituições começam a adotar programas voltados ao tema. Para Souza, computadores educacionais, acessíveis a partir de 500 dólares, podem ser uma porta de entrada para a capacitação de profissionais e testes iniciais de algoritmos. “Não se consegue fazer muito somente com eles, mas, associados aos serviços em nuvem, podem auxiliar as instituições a empreenderem um planejamento estratégico para incorporar a computação quântica”, avalia.
Pensando nisso, o artigo apresenta um mapeamento dos serviços e simuladores de computação quântica em nuvem já disponíveis para testes de algoritmos ou até mesmo para a familiarização com essa nova forma de computação.
Souza destaca que a ideia é aprofundar a pesquisa na vanguarda do conhecimento nesta área aplicada à agricultura digital. O artigo relata que algumas universidades já iniciaram o oferecimento de cursos em Engenharia Quântica. A Universidade Saarland, na Alemanha, iniciou seu curso de graduação em 2019; a Universidade de New South Wales, na Austrália, inaugurou um mestrado em 2021, e a Virginia Tech, nos EUA, em 2022, como um curso de especialização.
Mirando o Futuro
Com a disponibilidade de simuladores de computação quântica em nuvem, o Brasil tem a chance de acelerar sua inserção nesse setor. “Esses simuladores possibilitam que empresas e pesquisadores testem soluções antes de investirem em equipamentos físicos”, afirma Bolfe. Os autores ressaltam que, apesar do grande potencial da tecnologia quântica, seu desenvolvimento ainda representa um desafio para a modelagem de processos biológicos na agricultura, devido à complexidade e à diversidade de variáveis envolvidas. Assim, o progresso dessas aplicações em diferentes setores produtivos exige um desenvolvimento computacional constante e a capacitação de profissionais para impulsionar o avanço científico e tecnológico. Embora a computação quântica ainda não esteja amplamente acessível na maioria das propriedades rurais, ela tem o potencial de se tornar uma ferramenta valiosa para enfrentar os desafios da agricultura contemporânea. Investir em pesquisa, desenvolvimento e formação de pessoal é fundamental não apenas para promover a inovação, mas também para assegurar que o Brasil mantenha sua posição como um dos principais produtores de alimentos do mundo.
Escala
A nova tecnologia permite alterar a escala de problemas que é capaz de resolver e como a modelagem é realizada no sistema quântico. Ao invés de processar 10 mil possíveis interações de dados obtidos em campo (solo, planta e clima) em um computador tradicional em determinado tempo, no processamento quântico seria possível processar 100 mil interações nesse mesmo tempo.
Qubits
Os três bilhões de pares de bases do genoma humano, que requerem 1,5 gigabytes em um computador convencional, podem ser armazenados em aproximadamente 34 qubits de um computador quântico. Duplicando-se a quantidade de qubits para 68, tem-se espaço suficiente para armazenar os genomas de toda a humanidade.
Mercado
Um exemplo de investimento massivo é a parceria firmada em 2022 entre a Cleveland Clinic e a IBM para a instalação do sistema de computação quântica One. A parceria envolve recursos da ordem de 500 milhões de dólares nos próximos dez anos. O foco de atuação será em patógenos emergentes e doenças relacionadas a vírus, encurtando pesquisas críticas em tratamentos e vacinas.
