Dentro brevemente
- A tecnologia quântica poderá gerar até 8 mil milhões de libras em valor económico para o setor dos transportes do Reino Unido até 2035, proporcionando benefícios em áreas como a otimização do tráfego, ligações seguras à Internet e navegação intuitiva, de acordo com o Departamento de Transportes (DfT).
- As aplicações destacadas no relatório incluem a redução dos custos de congestionamento em 2,8 mil milhões de libras anuais através da gestão de tráfego melhorada por quantum e a melhoria da segurança cibernética nos transportes através da distribuição de chaves quânticas (QKD) para reduzir os riscos na era “pós-quântica”.
- A tecnologia de detecção quântica, que deverá atingir a comercialização generalizada dentro de cinco anos, poderia poupar milhões todos os anos, melhorando o mapeamento subterrâneo, a manutenção ferroviária e a navegação autónoma em áreas proibidas pelo GPS.
A tecnologia quântica poderá gerar até 8 mil milhões de libras em valor económico para o setor dos transportes do Reino Unido até 2035, de acordo com um relatório do Departamento de Transportes (DfT).
Embora ainda haja um longo caminho a percorrer, a investigação examina como os avanços na computação quântica, na comunicação e na detecção podem enfrentar desafios de longa data na indústria, desde a melhoria do fluxo de tráfego até à protecção de infra-estruturas críticas contra ataques cibernéticos.
A equipe, que inclui analistas da Resonance, relata que, embora esta tecnologia permaneça em vários estágios de desenvolvimento, ela oferece potencial para revolucionar uma série de questões relacionadas ao transporte. As aplicações vão desde otimização em tempo real até navegação automatizada em áreas restritas por GPS, oferecendo a perspectiva de sistemas de transporte mais seguros, eficientes e robustos.
A promessa da computação quântica no transporte
Os computadores quânticos, capazes de processar conjuntos de dados maiores – potencialmente maiores – do que os computadores clássicos, poderiam mudar fundamentalmente a forma como os sistemas de transporte lidam com problemas complexos de otimização. Estes desafios, como a redução do congestionamento do tráfego, a melhoria do carregamento de mercadorias e a otimização do planeamento da força de trabalho, são essenciais para a eficiência e a sustentabilidade das redes de transporte.
O relatório cita simulações da Fujitsu que mostram que sistemas de gestão de tráfego habilitados para quantum poderiam reduzir o tempo de viagem em 40%. Isto representaria uma poupança de 2,8 mil milhões de libras por ano, combatendo os custos de congestionamento do Reino Unido de 6,9 mil milhões de libras. Da mesma forma, a otimização quântica pode melhorar a eficiência da cadeia de abastecimento, poupando cerca de 1,2 mil milhões de libras até 2035 através de uma melhor logística.
Além da logística, a computação quântica pode acelerar inovações na ciência dos materiais e no armazenamento de energia. Ao combinar computadores quânticos com sistemas de computação de alto desempenho (HPC) e modelos de IA existentes, os pesquisadores podem abrir novas maneiras de projetar carros leves, baterias de alta eficiência e materiais de construção avançados.
No entanto, o relatório observa que computadores quânticos totalmente tolerantes a falhas, essenciais para resolver alguns dos problemas mais complexos, poderão não estar comercialmente disponíveis até 2035. Atualmente, sistemas híbridos quânticos-clássicos já estão sendo testados para uso.
Comunicações quânticas para defesa contra ataques cibernéticos direcionados ao transporte
À medida que o setor dos transportes depende cada vez mais de infraestruturas digitais, é fundamental garantir a segurança das redes de comunicação. A distribuição de chaves quânticas (QKD) e outras tecnologias quânticas seguras podem fornecer canais de comunicação altamente seguros, protegendo os sistemas de transporte contra ataques cibernéticos na era “pós-quântica”.
Neste cenário, os computadores quânticos avançados podem descriptografar os métodos de criptografia atuais, expondo dados de transporte confidenciais a agentes mal-intencionados. O relatório destaca o custo potencial das perturbações nos Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS), que poderão atingir 1,4 mil milhões de libras por dia até 2035. As redes com segurança quântica podem mitigar estes riscos, garantir a integridade das infraestruturas críticas e proteger a segurança dos passageiros.
O relatório do DfT também enfatiza o papel da tecnologia de comunicação quântica na habilitação de comunicações seguras entre veículos (V2V) e entre veículos e infraestrutura (V2I). Estas aplicações poderão ser críticas para a implantação segura de veículos autónomos e sistemas de transporte inteligentes.
A detecção quântica pode liderar a inovação no transporte
Os sensores quânticos, que aproveitam as propriedades quânticas para atingir níveis de precisão sem precedentes, podem ter uma variedade de aplicações no transporte. O relatório identifica várias áreas onde a detecção quântica poderia proporcionar benefícios imediatos, incluindo mapeamento subterrâneo para construção, sinalização ferroviária e navegação automatizada.
Por exemplo, os gravímetros quânticos poderiam melhorar a segurança ao detectar vazios subterrâneos ou evitar impactos acidentais durante a construção, economizando potencialmente até 200 milhões de libras por ano. Para veículos autônomos, os sistemas de navegação inercial quântica podem fornecer posicionamento confiável em áreas proibidas por GPS, como túneis ou desfiladeiros urbanos.
Outras aplicações incluem detecção aprimorada de vazamentos em oleodutos e monitoramento aprimorado de locais de perfuração offshore, reduzindo riscos ambientais e custos operacionais. Esta tecnologia também poderia melhorar a manutenção ferroviária, detectando microfraturas nos trilhos antes que provocassem acidentes.
Os perigos da inação
O relatório alerta que a não adoção da tecnologia quântica poderá deixar o setor dos transportes do Reino Unido vulnerável a riscos económicos e de segurança. A principal preocupação é que os intervenientes maliciosos possam utilizar computadores quânticos avançados para quebrar os métodos de encriptação existentes, perturbar as redes de transporte e causar danos económicos significativos.
Atrasos na adoção também podem resultar na perda de oportunidades de crescimento económico. O relatório estima que o valor estimado de 4 a 8 mil milhões de libras até 2035 representa uma fração dos benefícios potenciais, especialmente à medida que os avanços da IA e da tecnologia quântica aceleram.
Roteiro de Desenvolvimento Quântico
O DfT descreve um cronograma escalonado para a adoção da tecnologia quântica nos transportes. Espera-se que os sistemas de sensores quânticos alcancem a comercialização generalizada dentro de cinco anos, com aplicações como gravímetros e magnetômetros atingindo escala até 2028. As tecnologias de comunicação quântica, como o QKD baseado em satélite, podem tornar-se mais comuns até 2030, enquanto redes quânticas totalmente funcionais só serão possíveis depois de 2035.
Espera-se que o desenvolvimento de computadores quânticos tolerantes a falhas siga uma longa trajetória, com impacto comercial significativo projetado para o final da década de 2030 e além. Esses sistemas serão importantes na solução de problemas complexos de transporte, como a dinâmica de fluidos de aeronaves ou o desenvolvimento em tempo real de redes globais.
Superando Desafios
Apesar do seu potencial, os analistas concordam que a tecnologia quântica enfrenta vários obstáculos antes de atingir uma adoção generalizada. Os computadores quânticos, que são dispositivos altamente sensíveis, têm de lidar com questões como a sensibilidade ambiental e as taxas de erro, que atualmente limitam a sua fiabilidade. Da mesma forma, os sensores quânticos e os sistemas de comunicação exigem avanços na miniaturização e na integração com a infraestrutura existente.
O relatório observa que será necessário um investimento significativo em investigação, desenvolvimento e formação de mão-de-obra para superar estes desafios. As parcerias público-privadas também serão importantes para garantir que a tecnologia quântica seja implementada de forma consistente com a segurança nacional e as prioridades económicas.
No entanto, os analistas observam que, até 2035, a tecnologia quântica poderá estar em posição de redefinir a forma como o Reino Unido gere as suas redes de transporte, oferecendo soluções inteligentes, robustas e ambientalmente sustentáveis, sugerindo em última análise que, embora a incerteza permaneça, as recompensas potenciais da primeira. a descoberta é ótima.
Sobre ressonância
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