Computação Quântica: A Revolução Tecnológica na Agricultura Brasileira

A computação quântica surge como uma tecnologia emergente com grande potencial para transformar a agricultura no Brasil, especialmente no contexto da agricultura digital e da pesquisa agropecuária. Com a capacidade de resolver problemas complexos de maneira mais rápida e precisa, a computação quântica poderá impactar diretamente áreas como agricultura inteligente, modelagem climática, sensoriamento remoto e bioinformática, de acordo com um estudo realizado pela Embrapa Agricultura Digital (SP) e o Centro de Ciência para o Desenvolvimento em Agricultura Digital, com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

O estudo, publicado na revista Pesquisa Agropecuária Brasileira (PAB), examina as aplicações da computação quântica no setor agropecuário e posiciona a tecnologia como um fator estratégico para o desenvolvimento futuro da agricultura. “Pesquisas avançadas, como as relacionadas à computação quântica, podem oferecer soluções mais eficientes na tomada de decisões ao longo das cadeias produtivas do setor, que enfrentam altos níveis de incerteza, desde o plantio até a comercialização”, explica Édson Bolfe, pesquisador da Embrapa e coautor do estudo.

Como funciona a computação quântica?

Diferente dos computadores convencionais, que utilizam bits binários (0 ou 1), os computadores quânticos operam com qubits, unidades de informação que podem representar simultaneamente 0 e 1. Essa característica, conhecida como superposição, permite que os computadores quânticos realizem múltiplas operações ao mesmo tempo, aumentando a velocidade e a precisão das respostas para problemas complexos. Essa capacidade supera a abordagem binária dos supercomputadores atuais e promete resultados muito mais rápidos e detalhados.

Kleber Souza, coordenador do estudo, detalha que a computação quântica utiliza as propriedades da física quântica para resolver problemas mais complexos, testando diversas possibilidades simultaneamente e oferecendo soluções mais eficazes para setores como a agricultura.

Aplicações da computação quântica no agro

A computação quântica já mostra grande potencial em diversas áreas da agricultura. Um exemplo disso é a melhoria da precisão do Zoneamento Agrícola de Risco Climático (Zarc), ferramenta desenvolvida pela Embrapa que auxilia na formulação de políticas públicas e na concessão de crédito agrícola.

Na fitossanidade, as simulações realizadas por sistemas quânticos ajudarão a detectar doenças precocemente em culturas como soja e milho, aprimorando a eficácia das tecnologias de aprendizado de máquina que já são utilizadas para esse fim.

Além disso, na bioinformática, a computação quântica pode acelerar significativamente as análises de dados genômicos, beneficiando os programas de melhoramento genético. O estudo aponta que, no futuro, a tecnologia também pode integrar sensores avançados e algoritmos de aprendizado de máquina, ampliando sua aplicabilidade em várias frentes no campo.

Desafios e investimentos necessários

Apesar do potencial promissor, o desenvolvimento da computação quântica para o setor agropecuário enfrenta desafios consideráveis, especialmente no que diz respeito ao custo. O valor de um computador quântico pode alcançar até 20 milhões de dólares, além da necessidade de infraestrutura especializada, como temperaturas extremamente baixas e ambientes isolados.

Contudo, Kleber Souza afirma que o domínio da tecnologia será fundamental para a soberania tecnológica do Brasil e sua competitividade no setor agropecuário. “A pesquisa e a educação em computação quântica são áreas nas quais o Brasil deve investir para garantir que o país permaneça na vanguarda dessa inovação”, defende Souza.

A trajetória da computação quântica no Brasil

O Brasil já está se preparando para os desafios e oportunidades da computação quântica. Em 2022, o evento Desafio Brasil Computação Quântica, organizado pela Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) e pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI), debateu os caminhos para o desenvolvimento dessa tecnologia no país.

No mesmo ano, a criação da Rede MCTI-Softex de Tecnologias Quânticas, coordenada pelo Serviço Nacional de Aprendizado Industrial (Senai), visou fortalecer o ecossistema de computação quântica, conectando centros de pesquisa, startups e iniciativas governamentais.

Além disso, em 2023, a Embrapa e o Senai Cimatec lançaram a Unidade Mista de Pesquisa e Inovação Digital em Agricultura Tropical (Umipi DITAg), um centro de pesquisa voltado para o uso de tecnologias quânticas, automação e robótica no desenvolvimento de soluções para o setor agropecuário.

Capacitação e o futuro da computação quântica

A formação de profissionais especializados é uma necessidade para o avanço da computação quântica no Brasil. Souza ressalta que países como Austrália e Alemanha já oferecem cursos voltados para a engenharia quântica, enquanto o Brasil começa a desenvolver programas acadêmicos para essa área.

De acordo com a pesquisa, o uso de computadores educacionais acessíveis a partir de 500 dólares pode ser uma forma de capacitar futuros profissionais e iniciar testes com algoritmos. “Embora não seja possível realizar muitos testes com esses dispositivos, eles podem ser um ponto de partida importante para o planejamento estratégico da computação quântica no Brasil”, avalia Souza.

O caminho para o futuro

A computação quântica oferece uma oportunidade única para o Brasil acelerar seu desenvolvimento na agricultura digital. Com o uso de simuladores de computação quântica em nuvem, pesquisadores e empresas podem experimentar soluções antes de investir em equipamentos físicos, permitindo avanços rápidos e significativos.

Embora ainda enfrente desafios tecnológicos, a computação quântica tem o potencial de revolucionar setores produtivos, incluindo a agricultura. Para garantir que o Brasil continue a ser um líder global na produção de alimentos, é essencial investir em pesquisa, capacitação e desenvolvimento contínuo dessa tecnologia.

Impacto da computação quântica em números

• Escala: A computação quântica pode processar uma quantidade significativamente maior de interações de dados, como as obtidas em campo, em um tempo muito mais curto do que os computadores tradicionais.
• Qubits: A quantidade de dados genômicos necessários para estudar o genoma humano pode ser armazenada em apenas 34 qubits, permitindo o armazenamento dos genomas de toda a humanidade com 68 qubits.
• Mercado: A parceria entre a Cleveland Clinic e a IBM em 2022, focada no desenvolvimento de um sistema de computação quântica, representa um investimento de 500 milhões de dólares, com o objetivo de acelerar pesquisas na área de saúde.

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