BQ Experience: Projeto Klabin

BQ Experience: Projeto Klabin

Por: Arnaldo Gunzi, Anton Simen, Felipe Cardoso e Rodrigo Ferreira

A computação quântica aplica propriedades da física quântica para o processamento de informações.

Enquanto um computador clássico utiliza o bit como unidade de informação, um computador quântico é construído sobre quantum bits, ou qubits, que possibilitam superposição e emaranhamento dos estados |0> e |1>.

O poder de um computador quântico cresce exponencialmente, resolvendo problemas intratáveis para um computador clássico. Aplicações que podem ser disruptivas incluem Otimização, simulação de moléculas químicas e criptografia — assuntos válidos em praticamente qualquer indústria.

O projeto entre a Klabin e a Brazil Quantum visou analisar a viabilidade da computação quântica em aplicações na indústria:

O projeto durou 4 meses, de Abril a Julho de 2021, com a participação dos pesquisadores Anton Simen e Felipe Cardoso.Escopo do trabalho: Existe um problema bem conhecido no ramo de produção de papel e celulose: o Trim da máquina de papel. Cada máquina de tem uma especificação diferente, em termos de largura da máquina, número máximo de facas, e outras restrições; o problema consiste em encaixar os pedidos de diversos clientes minimizando a perda (waste). É basicamente um problema de otimização. Uma das aplicações possíveis de algoritmos quânticos é exatamente em problemas de otimização, com ganho potencialmente quadrático em relação ao mais eficiente algoritmo clássico.Entregável: O projeto entregou uma pesquisa com possíveis soluções envolvendo algoritmos quânticos e uma prova de conceito para o problema tratado, utilizando a linguagem Qiskit da IBM.

Confira os depoimentos de alguns dos envolvidos no BQ Experience: Projeto Klabin.

“O objetivo deste trabalho foi compreender um pouco melhor a aplicação da computação quântica na indústria, e plantar uma semente no ecossistema de desenvolvimento desta tecnologia.”
Arnaldo Gunzi, gerente do projeto pela Klabin“A frase de Richard Feymann “What I cannot build, I do not understand” resume a forma que usamos para resolver o problema, desenvolvendo o projeto “from scratch”, explorando todos as nuances dos algoritmos quânticos variacionais. Ao longo da pesquisa sobre como resolver o Problema do Trim, chegamos a conclusão que, utilizando a mesma estrutura, podemos resolver inúmeros outros problemas aplicados à indústria.A iniciativa da Brazil Quantum de criar o BQ Experience — Projeto Klabin foi extremamente impactante, visto que, além de inserir uma gigante da indústria brasileira no contexto da computação quântica, potencializou a possibilidade de projetos futuros. Agradeço à Brazil Quantum, e aos colegas Arnaldo Gunzi e Felipe Cardoso pelas conversas e pelo trabalho em conjunto.”
Anton Simen, estagiário do projeto pela Brazil Quantum“Logo de cara o que me chamou atenção no projeto foi o desafio de trabalhar com algo novo e que continua em desenvolvimento, com potencial de ser uma das tecnologias mais importantes num futuro próximo. Mas, claro, meu gosto pessoal por matemática também foi um fator muito importante na decisão de aplicar para o projeto.Ao longo do projeto, o dia a dia de pesquisa do grupo, a colaboração, a curiosidade e a vontade de fazer algo melhor tornou a experiência bem agradável. Aprendemos muito juntos, e atingimos os nossos objetivos relacionados a formulação matemática e modelagem computacional para criar um ponto de partida para trabalhos futuros.”
Felipe Cardoso, estagiário do projeto pela Brazil Quantum

Arnaldo Gunzi é gerente de projetos analíticos na Klabin S. A. e apaixonado pelo nascente campo de computação quântica;
Anton Simen é formado em Engenharia Física pela UNILA;
Felipe Cardoso é graduando em Engenharia da Computação pela UFPA;
Rodrigo Ferreira é co-fundador da Brazil Quantum, graduando em Engenharia Aeroespacial e mestrando em Física pelo ITA.