quarta-feira, 21 de fevereiro de 2024

Logística quântica

A Força Aérea norte americana se insere na logística científica em associação com a empresa QRS, parte do compromisso de ampliar operações de computação científica, ao firmar o primeiro contrato de software de computação em nível operacional marcando nova era na logística militar norte americana. A empresa derivada da Purdue Quantum Research Science, QRS, receberá US$ 2,5 milhões para construir e manter software de computação quântica para gerenciar a logística global da Força, sendo que  na atualidade, as forças militares americanas organizam e gerenciam operações de abastecimento utilizando ordenadores binários clássicos e, comparados com homólogos científicos, os ordenadores binários não se adaptam bem ao problema devendo-se ao fato de só gerirem número limitado de variáveis ao passo que a logística aumenta as necessidades da Força Aérea dos EUA. Computadores científicos demonstram potencial de venda dos computadores clássicos com a diferença dos computadores tradicionais que utilizam bits binários, essencialmente interruptores de liga/desliga, enquanto computadores quânticos utilizam qubits, análogo aos bits, exceto na capacidade de estar em mais de um estado, considerando que os qubits podem estar ligados ou desligados, como os bits normais, podendo existir em sobreposição onde estão acesos e apagados ao mesmo tempo, basicamente, permitindo que computadores quânticos trabalhem com mais variáveis ao mesmo tempo acelerando o processo e melhorando precisão. O diretor do 418º Esquadrão de Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos da USAF esclareceu que “não ter estoque adequado coloca pressão sobre processos industriais e de fornecimento de fornecedores, enquanto o excesso de estoque tem custos associados ao armazenamento, segurança, manutenção, roubo e obsolescência de design”, considerando que a maioria das agências governamentais, organizações militares e corporações comerciais empregam tecnologia de previsão que prevê níveis futuros de estoque com base na demanda histórica com chances mínimas que a previsão seja precisa, concluindo que “na melhor das hipóteses, a previsão da cadeia de abastecimento é palpite fundamentado e na pior das hipóteses, um palpite” e “às organizações, a consequência são milhões de dólares amarrados em estoques que não podem ser vendidos, utilizados ou liquidados.” Em outras palavras, como a Força Aérea compra, armazena e envia peças de reposição, gerenciando milhões de números de peças e garantindo disponibilidade de itens à medida que as aeronaves envelhecem é desafio aos logísticos e mantenedores que buscam prever não apenas quais peças serão necessárias, mas quantas e onde deverão ser armazenadas fazendo transição de sistema legado de gerenciamento da cadeia de suprimentos D200A, chamado ESCAPE à programa de análise, planejamento e execução da cadeia de suprimentos empresarial.

Comunicado a imprensa no site da Universidade de Purdue indica que o software detalhado de QRS apresentou aceleração de 28% comparado ao software atualmente disponível em computadores binários e, segundo informações no site QRS, a empresa se associou à Quantinuum, antes Honeywell, para, presumivelmente, executar o software no hardware da segunda. A QRS afirma que o seu software produz projeções mais precisas que os computadores clássicos e, nos últimos 3 anos, resolveu o problema à Força Aérea sob contratos de Fase I, Fase II e agora Fase III de Transferência de Tecnologia à Pequenas Empresas, com o último acordo passando de protótipo para comercialização, considera que a Força Aérea está lançando ampla rede na computação quântica quando anunciou à indústria em maio de 2023, que o Laboratório de Pesquisa esperava gastar até US$ 500 milhões em projetos relacionados à tecnologia quântica nos próximos 5 anos e, três meses depois, abriu “Instalação de Computação Extrema” com tecnologia quântica. Conectada a Purdue, a Quantum Research Sciences, QRS, recebeu contrato de 3 anos Fase III de transferência de tecnologia para pequenas empresas, STTR,  e entregar o primeiro software de computação quântica em nível de produção operacional do Departamento de Defesa, com o CEO Ethan Krimins explicando que a empresa usou computador quântico para identificar com precisão níveis ideais de estoque, inclusive à peças com demanda esporádica ou pouco frequente, sendo que a Força Aérea será o primeiro cliente embora as capacidades do software permitirão que seja utilizado em todo o Departamento de defesa. Sediada em Lafayette,  é empresa cliente da Purdue Innovates e afiliada do Purdue Quantum Science and Engineering Institute, em que a maior parte do inventário mundial, quer na indústria militar ou privada, fica na prateleira porque a procura de utilizadores não é fácil de prever, embora a Força Aérea considera grande parte do seu inventário imprevisível e a consequência é que há demasiadas ou poucas peças na cadeia de abastecimento. O QRS transforma o problema do gerenciamento de estoque da cadeia de suprimentos em cenário de otimização, algo que os computadores quânticos são os únicos capazes de resolver, com o chefe de voo de ciência e análise de dados 418 da USAF mostrando que “computadores quânticos são excelentes na otimização identificando  solução mais eficiente em situação complexa”, concluindo que,  “olhar o problema de gerenciamento da cadeia de suprimentos como cenário de otimização permite aproveitar computadores quânticos para determinar quantos itens devem estar na prateleira com mais precisão que um computador clássico”, quer dizer,  “o software de computador quântico QRS alcança precisão 28% melhor em relação aos computadores clássicos”. Relatório da consultoria Ernst & Young mostra que a pesquisadora sênior do Instituto Mitchell de Estudos Aeroespaciais escreveu estudo do Mitchell Institute sobre quântica, explicando que a computação convencional é construída em “bits” binários essencialmente interruptores que podem estar ligados ou desligados, no estado um ou zero, já a Quantum, usa qubits que podem existir em qualquer um dos três estados, ligado, desligado ou superposição, combinação que permite o emaranhamento,  “propriedade em que 2 qubits sejam ‘ligados’ além do que é possível em sistemas clássicos”. Esclarece que o gerenciamento da cadeia de suprimentos é caso de uso ideal à computação quântica dado os vastos conjuntos de dados e variáveis significando que “os computadores quânticos são excelentes em otimização identificando solução mais eficiente em situação complexa”, embora tenham grande poder de processamento,  precisam de código de software especializado, aí,  entra o QRS.

Moral da Nota:  o mundo ao redor se desenrola em sinfonia complexa de padrões que ocorrem em velocidades diferentes e o modo como o cérebro acompanha esta barragem de informação, algumas das quais mudam rapidamente, enquanto outros aspectos se movem a ritmo glacial e, nos leva a estudo de pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, liderados por Cybelle M. Smith, Sharon L. Thompson-Schill e Anna C. Schapiro, oferecendo informações sobre como humanos não apenas percebem, mas aprendem antecipar eventos que ocorrem em diferentes sequências temporais. A versão experimental do clássico jogo “whack-a-mole” colocou participantes à prova, observando quão bem compreendiam os padrões em escalas de tempo curtas e longas, assim como um músico aprende notas e o ritmo de uma música, os participantes do estudo aprenderam prever onde a próxima “toupeira”, ou, neste caso, vários alvos de desenho animado, apareceria no jogo sendo que os padrões se desdobravam rápida e simultaneamente, captando estrutura abrangente do próprio jogo que evoluiu mais lentamente. As descobertas,  parte de um artigo ainda não submetido a revisão por pares, indicam que o cérebro concilia diferentes padrões temporais, tal como um maestro lida com diferentes andamentos da orquestra e, crucialmente, o estudo mostra que aprender padrões mais rápidos não prejudica necessariamente a capacidade de compreender os mais lentos, contradizendo teorias anteriores que sugerem necessidade de primeiro dominar mudanças rápidas antes de compreender o quadro mais amplo. A pesquisa aproveitou IA para examinar esses processos, utilizando modelo de rede neural recorrente fechada, tratando-se de um tipo de sistema frequentemente usado em aprendizado de máquina particularmente adequado para fazer previsões com base em padrões identificados nos dados e, notavelmente, o desempenho do modelo refletiu o dos participantes humanos sugerindo que um único processo simplificado é suficiente para aprender dependências temporais em diferentes velocidades. Conclusão, significa à pessoa média, por um lado, acentua de modo surpreendente a adaptabilidade da mente humana, a capacidade de apreender e antecipar rapidamente uma sinfonia de atividades à nossa volta, implicando que, quer aprendamos nova língua, quer nos adaptemos a mudança de rotina, não estamos apenas absorvendo novas regras, mas simultaneamente compreendendo padrões abrangentes em que se enquadram. A investigação traz nota positiva à aprendizagem e adaptação ao longo da vida, promete que os cérebros podem acompanhar a rica tapeçaria dos ritmos, tanto rápidos como lentos, através da aprendizagem rápida de dependências temporais em múltiplas escalas de tempo.