{"id":4018,"date":"2024-12-12T10:07:47","date_gmt":"2024-12-12T14:07:47","guid":{"rendered":"https:\/\/fundapam.com.br\/?p=4018"},"modified":"2024-12-12T10:07:48","modified_gmt":"2024-12-12T14:07:48","slug":"desenvolver-a-computacao-quantica-e-fator-estrategico-para-a-agricultura-do-brasil","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fundapam.com.br\/site\/noticias\/desenvolver-a-computacao-quantica-e-fator-estrategico-para-a-agricultura-do-brasil\/","title":{"rendered":"Desenvolver a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica \u00e9 fator estrat\u00e9gico para a agricultura do Brasil"},"content":{"rendered":"\n

Computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica tem forte potencial em bioinform\u00e1tica, modelagem clim\u00e1tica, sensoriamento remoto e agricultura inteligente.<\/em> <\/p>\n\n\n\n

Uma tecnologia emergente promete impulsionar a agricultura digital e impactar profundamente \u00e1reas de pesquisa agropecu\u00e1ria: a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica. Com potencial para resolver problemas complexos de forma mais r\u00e1pida e precisa, essa inova\u00e7\u00e3o pode ser aplicada em \u00e1reas como agricultura inteligente, modelagem clim\u00e1tica, sensoriamento remoto e bioinform\u00e1tica, segundo estudo da Embrapa Agricultura Digital<\/a> (SP) com apoio do Centro de Ci\u00eancia para o Desenvolvimento em Agricultura Digital, da Funda\u00e7\u00e3o de Amparo \u00e0 Pesquisa do Estado de S\u00e3o Paulo (Fapesp<\/a>).<\/p>\n\n\n\n

Publicado<\/a> na revista cient\u00edfica Pesquisa Agropecu\u00e1ria Brasileira (PAB<\/a>), o artigo<\/a> analisa as aplica\u00e7\u00f5es e os desafios da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica no agro e a colocam como estrat\u00e9gica para o futuro do setor. \u201cPesquisas na fronteira do conhecimento, como em computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, podem apoiar a tomada de decis\u00f5es em diferentes elos das cadeias produtivas do setor de forma mais eficiente, pois envolvem processos com elevado grau de incerteza, desde o plantio at\u00e9 a comercializa\u00e7\u00e3o da produ\u00e7\u00e3o agr\u00edcola\u201d, explica \u00c9dson Bolfe<\/a>, pesquisador da Embrapa e coautor do estudo.<\/p>\n\n\n\n

Como funciona a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O coordenador do trabalho, o pesquisador Kleber Souza<\/a>, explica que, diferentemente do que hoje se v\u00ea em funcionamento em autom\u00f3veis, aparelhos celulares e computadores dom\u00e9sticos, os novos equipamentos utilizam propriedades da f\u00edsica qu\u00e2ntica para realizar opera\u00e7\u00f5es de armazenamento e processamento de informa\u00e7\u00f5es e resolver problemas complexos. Tais m\u00e1quinas t\u00eam potencial superior em termos de qualidade e velocidade de respostas ao testarem m\u00faltiplas possibilidades e vari\u00e1veis ao mesmo tempo. Desse modo, v\u00e3o al\u00e9m da alternativa bin\u00e1ria (entre dois caminhos por vez) oferecida pelos computadores cl\u00e1ssicos, incluindo os supercomputadores.<\/p>\n\n\n\n

Diferentemente dos computadores convencionais, que operam com bits bin\u00e1rios (“0” ou “1”), os computadores qu\u00e2nticos utilizam qubits, que podem representar “0” e “1” simultaneamente. Essa caracter\u00edstica, conhecida como superposi\u00e7\u00e3o, permite que esses dispositivos processem m\u00faltiplas vari\u00e1veis ao mesmo tempo, trazendo respostas mais r\u00e1pidas e detalhadas para problemas complexos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Aplica\u00e7\u00f5es da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica na agricultura<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Na pr\u00e1tica, a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica j\u00e1 se mostra promissora em diversas frentes. Em modelagem clim\u00e1tica, ela ser\u00e1 capaz de melhorar a precis\u00e3o do Zoneamento Agr\u00edcola de Risco Clim\u00e1tico (Zarc), sistema desenvolvido pela Embrapa e utilizado por gestores para elaborar pol\u00edticas p\u00fablicas e por institui\u00e7\u00f5es financeiras para embasar a concess\u00e3o de cr\u00e9ditos e c\u00e1lculos de seguro agr\u00edcola.<\/p>\n\n\n\n

Na \u00e1rea de fitossanidade, as simula\u00e7\u00f5es feitas pela arquitetura qu\u00e2ntica ajudar\u00e3o a identificar precocemente doen\u00e7as em culturas como soja e milho. O emprego de aprendizado de m\u00e1quina j\u00e1 resultou em uma tecnologia de identifica\u00e7\u00e3o precoce de doen\u00e7as. A computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica pode potencializar essas opera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Na bioinform\u00e1tica, an\u00e1lises de dados gen\u00f4micos podem ser altamente aceleradas com a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, beneficiando estudos de melhoramento gen\u00e9tico. O estudo tamb\u00e9m aponta que, no futuro, a tecnologia poder\u00e1 integrar sensores avan\u00e7ados e algoritmos de aprendizado de m\u00e1quina, ampliando ainda mais sua aplica\u00e7\u00e3o no campo.<\/p>\n\n\n\n

Desafios e investimentos necess\u00e1rios<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Apesar do potencial promissor, o desenvolvimento de aplica\u00e7\u00f5es qu\u00e2nticas para o agro ainda enfrenta desafios. Um dos principais \u00e9 o custo. Um computador qu\u00e2ntico pode custar at\u00e9 20 milh\u00f5es de d\u00f3lares, al\u00e9m de exigir infraestrutura avan\u00e7ada, como temperaturas de opera\u00e7\u00e3o pr\u00f3ximas do zero absoluto e ambientes altamente isolados.<\/p>\n\n\n\n

Mesmo assim, segundo Souza<\/a>, o dom\u00ednio da tecnologia qu\u00e2ntica ser\u00e1 estrat\u00e9gico para o Brasil. “A pesquisa e a educa\u00e7\u00e3o [voltadas ao tema] s\u00e3o \u00e1reas em que o Brasil tamb\u00e9m ter\u00e1 de investir para garantir a soberania tecnol\u00f3gica e manter a competitividade do setor agropecu\u00e1rio brasileiro”, defende.<\/p>\n\n\n\n

Computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica no Brasil<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

No Brasil, os desafios para a implanta\u00e7\u00e3o da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica est\u00e3o sendo mapeados e importantes iniciativas j\u00e1 est\u00e3o em curso, ressalta Souza. Em 2022, foi organizado, pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), pelo Minist\u00e9rio da Ci\u00eancia, Tecnologia e Inova\u00e7\u00e3o (MCTI) e pela Softex o evento \u201cDesafio Brasil Computa\u00e7\u00e3o Qu\u00e2ntica\u201d para discutir a quest\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

No mesmo ano, teve tamb\u00e9m o lan\u00e7amento da Rede MCTI-Softex de Tecnologias Qu\u00e2nticas, coordenada pelo Centro Integrado de Manufatura e Tecnologia do Servi\u00e7o Nacional de Aprendizado Industrial (Senai). O objetivo \u00e9 fomentar o ecossistema brasileiro de computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, integrando as a\u00e7\u00f5es do governo aos centros de pesquisas, startups e preparar o Pa\u00eds para a tecnologia.<\/p>\n\n\n\n

Em 2023, a Embrapa e o Senai Cimatec lan\u00e7aram uma Unidade Mista de Pesquisa e Inova\u00e7\u00e3o Digital em Agricultura Tropical (Umipi DITAg). A parceria viabiliza o compartilhamento das infraestruturas computacionais e equipes das institui\u00e7\u00f5es para, a partir do uso de novos sensores, tecnologias qu\u00e2nticas, automa\u00e7\u00e3o e rob\u00f3tica, alavancar o desenvolvimento de solu\u00e7\u00f5es digitais voltadas ao setor agropecu\u00e1rio em \u00e1reas como intelig\u00eancia artificial, agricultura de precis\u00e3o, internet das coisas, fot\u00f4nica e rastreabilidade.<\/p>\n\n\n\n

Em 2024, a Fapesp lan\u00e7ou um programa de pesquisa para promover o progresso das tecnologias qu\u00e2nticas, impulsionar o desenvolvimento de startups, atrair investimentos globais e trazer talentos para o estado de S\u00e3o Paulo.<\/p>\n\n\n\n

Capacita\u00e7\u00e3o \u00e9 chave para o avan\u00e7o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

A Austr\u00e1lia avalia que em 2045 ser\u00e3o necess\u00e1rios 19,4 mil especialistas para suprir a demanda para atua\u00e7\u00e3o em computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, relata Souza, ao destacar a pesquisa e a educa\u00e7\u00e3o como \u00e1reas igualmente essenciais para o desenvolvimento dessa \u00e1rea no Brasil.<\/p>\n\n\n\n

Al\u00e9m de infraestrutura, o Pa\u00eds precisa investir em forma\u00e7\u00e3o de especialistas. De acordo com o artigo, pa\u00edses como Austr\u00e1lia e Alemanha j\u00e1 oferecem cursos de engenharia qu\u00e2ntica, enquanto no Brasil, institui\u00e7\u00f5es come\u00e7am a adotar programas voltados ao tema. Para Souza, computadores educacionais, acess\u00edveis a partir de 500 d\u00f3lares, podem ser uma porta de entrada para a capacita\u00e7\u00e3o de profissionais e testes iniciais de algoritmos. \u201cN\u00e3o se consegue fazer muito somente com eles, mas, associados aos servi\u00e7os em nuvem, podem auxiliar as institui\u00e7\u00f5es a empreenderem um planejamento estrat\u00e9gico para incorporar a computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica\u201d, avalia.<\/p>\n\n\n\n

Pensando nisso, o artigo apresenta um mapeamento dos servi\u00e7os e simuladores de computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica em nuvem j\u00e1 dispon\u00edveis para testes de algoritmos ou at\u00e9 mesmo para a familiariza\u00e7\u00e3o com essa nova forma de computa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Souza destaca que a ideia \u00e9 aprofundar a pesquisa na vanguarda do conhecimento nesta \u00e1rea aplicada \u00e0 agricultura digital. O artigo relata que algumas universidades j\u00e1 iniciaram o oferecimento de cursos em Engenharia Qu\u00e2ntica. A Universidade Saarland, na Alemanha, iniciou seu curso de gradua\u00e7\u00e3o em 2019; a Universidade de New South Wales, na Austr\u00e1lia, inaugurou um mestrado em 2021, e a Virginia Tech, nos EUA, em 2022, como um curso de especializa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

<\/a>Um olhar para o futuro<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Com simuladores de computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica em nuvem j\u00e1 dispon\u00edveis, o Brasil tem a oportunidade de acelerar sua entrada nesse campo. “Esses simuladores permitem que empresas e pesquisadores experimentem solu\u00e7\u00f5es antes mesmo de adquirir equipamentos f\u00edsicos”, explica Bolfe.<\/p>\n\n\n\n

Os autores destacam que, mesmo com o potencial promissor da tecnologia qu\u00e2ntica, o seu desenvolvimento continua sendo um desafio para a modelagem de processos biol\u00f3gicos na agricultura, uma vez que eles envolvem ampla gama de vari\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n

Portanto, a evolu\u00e7\u00e3o dessas aplica\u00e7\u00f5es em diferentes setores produtivos requer desenvolvimento computacional cont\u00ednuo e treinamento de pessoal para o avan\u00e7o cient\u00edfico e tecnol\u00f3gico.<\/p>\n\n\n\n

A computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica, embora ainda distante da maioria das propriedades rurais, promete ser uma aliada poderosa para enfrentar os desafios da agricultura moderna. Investir em pesquisa, desenvolvimento e capacita\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 apenas uma quest\u00e3o de inova\u00e7\u00e3o, mas de garantir que o Pa\u00eds continue a ser um dos maiores produtores de alimentos do mundo.<\/p>\n\n\n\n

Os n\u00fameros da computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica<\/strong>Escala<\/strong> – A nova tecnologia permite alterar a escala de problemas que \u00e9 capaz de resolver e como a modelagem \u00e9 realizada no sistema qu\u00e2ntico. Ao inv\u00e9s de processar 10 mil poss\u00edveis intera\u00e7\u00f5es de dados obtidos em campo (solo, planta e clima) em um computador tradicional em determinado tempo, no processamento qu\u00e2ntico seria poss\u00edvel processar 100 mil intera\u00e7\u00f5es nesse mesmo tempo.Qubits<\/strong> – Os tr\u00eas bilh\u00f5es 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 qu\u00e2ntico. Duplicando-se a quantidade de qubits para 68, tem-se espa\u00e7o suficiente para armazenar os genomas de toda a humanidade.Mercado<\/strong> – Um exemplo de investimento massivo \u00e9 a parceria firmada em 2022 entre a Cleveland Clinic e a IBM para a instala\u00e7\u00e3o do sistema de computa\u00e7\u00e3o qu\u00e2ntica One. A parceria envolve recursos da ordem de 500 milh\u00f5es de d\u00f3lares nos pr\u00f3ximos dez anos.  O foco de atua\u00e7\u00e3o ser\u00e1 em pat\u00f3genos emergentes e doen\u00e7as relacionadas a v\u00edrus, encurtando pesquisas cr\u00edticas em tratamentos e vacinas.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

O artigo pode ser acessado\u00a0<\/strong>aqui.<\/strong><\/a><\/p>\n\n\n\n

Fonte: Embrapa Agricultura Digital <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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