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Uma tecnologia emergente promete impulsionar a agricultura digital e impactar profundamente áreas de pesquisa agropecuária: a computação quântica. Primordialmente, com potencial para resolver problemas complexos de forma mais rápida e precisa, essa inovação pode ser aplicada em áreas como agricultura inteligente e modelagem climática. Além disso, no sensoriamento remoto e bioinformática.
Publicado na revista científica Pesquisa Agropecuária Brasileira (PAB), o artigo analisa as aplicações e os desafios da computação quântica no agro. "Pesquisas na fronteira do conhecimento, como em computação quântica, podem apoiar a tomada de decisões em diferentes elos das cadeias produtivas do setor de forma mais eficiente. Pois envolvem processos com elevado grau de incerteza, desde o plantio até a comercialização da produção agrícola", explica Édson Bolfe, pesquisador da Embrapa e coautor do estudo.
Antes de mais nada, o estudo é da Embrapa Agricultura Digital (SP) e foi noticiado no site. A pesquisa conta com apoio do Centro de Ciência para o Desenvolvimento em Agricultura Digital, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).
Computação quântica
O coordenador do trabalho, Kleber Souza, explica que os novos equipamentos utilizam propriedades da física quântica. Para realizar operações de armazenamento e processamento de informações.
De antemão, tais máquinas têm potencial superior em termos de qualidade e velocidade de respostas ao testarem múltiplas possibilidades e variáveis ao mesmo tempo. Desse modo, vão além da alternativa binária (entre dois caminhos por vez) oferecida pelos computadores clássicos, incluindo os supercomputadores.
Diferentemente dos computadores convencionais, que operam com bits binários (“0” ou “1”), os computadores quânticos utilizam qubits, que podem representar “0” e “1” simultaneamente. Desde já, essa característica, conhecida como superposição, permite que esses dispositivos processem múltiplas variáveis ao mesmo tempo. Nesse sentido, trazendo respostas mais rápidas e detalhadas para problemas complexos.
Aplicações na agricultura
Na prática, a computação quântica já se mostra promissora em diversas frentes. Em modelagem climática, por exemplo, ela será capaz de melhorar a precisão do Zoneamento Agrícola de Risco Climático (Zarc). Sistema desenvolvido pela Embrapa e utilizado por gestores para elaborar políticas públicas e por instituições financeiras para embasar a concessão de créditos e cálculos de seguro agrícola.
Do mesmo modo, na área de fitossanidade, as simulações feitas pela arquitetura quântica ajudarão a identificar precocemente doenças em culturas como soja e milho. Todavia, o emprego de aprendizado de máquina já resultou em uma tecnologia de identificação precoce de doenças. Contudo, a computação quântica pode potencializar essas operações.
Na bioinformática, análises de dados genômicos podem ser altamente aceleradas com a computação quântica, beneficiando estudos de melhoramento genético. Sobretudo, o estudo também aponta que, no futuro, a tecnologia poderá integrar sensores avançados e algoritmos de aprendizado de máquina. Dessa forma, ampliando ainda mais sua aplicação no campo.
Desafios e investimentos necessários
Primeiramente, apesar do potencial promissor, o desenvolvimento de aplicações quânticas para o agro ainda enfrenta desafios. Um dos principais é o custo. Ou seja, um computador quântico pode custar até 20 milhões de dólares, além de exigir infraestrutura avançada. Por exemplo, como temperaturas de operação próximas do zero absoluto e ambientes altamente isolados.
Mesmo assim, segundo Souza, o domínio da tecnologia quântica será estratégico para o Brasil. "A pesquisa e a educação (voltadas ao tema) são áreas em que o Brasil também terá de investir para garantir a soberania tecnológica. E manter a competitividade do setor agropecuário brasileiro", defende.
Computação quântica no Brasil
No Brasil, no entanto, os desafios para a implantação da computação quântica estão sendo mapeados e importantes iniciativas já estão em curso, segundo Souza. Em 2022, foi organizado, pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP), pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), o evento "Desafio Brasil Computação Quântica" para discutir a questão.
Em 2023, a Embrapa e o Senai Cimatec lançaram uma Unidade Mista de Pesquisa e Inovação Digital em Agricultura Tropical (Umipi DITAg). Acima de tudo, 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. Afinal, o propósito é alavancar o desenvolvimento de soluções digitais voltadas ao setor agropecuário. Logo, em áreas como inteligência artificial, agricultura de precisão, internet das coisas, fotônica e rastreabilidade.
Por fim, em 2024, a Fapesp lançou um programa de pesquisa para promover o progresso das tecnologias quânticas. Assim, impulsionar o desenvolvimento de startups, atrair investimentos globais e trazer talentos para o estado de São Paulo.
A matéria completa pode ser conferida no site da Embrapa.
