Nature Communications Engineering Celebra Mulheres na Quântica
Em 23 de junho de 2025, um relatório especial da Nature Communications Engineering celebra as Mulheres na Quântica, reunindo as perspectivas de oito cientistas que estão revolucionando a tecnologia quântica. Esse relatório explora as oportunidades e os desafios das aplicações quânticas em diversas áreas, como computação, sensoriamento e redes, abordando temas que vão desde energia renovável e saúde até engenharia civil, mecânica computacional e a comercialização de computadores quânticos.
“Em celebração ao Dia Internacional da Mulher na Engenharia e ao Ano da Quântica da UNESCO, neste ponto de vista, mulheres atuantes em diversas áreas da engenharia exploram as oportunidades e os desafios para a computação, o sensoriamento e/ou as redes quânticas em seus respectivos campos. As perspectivas abordam temas como energia renovável, assistência médica, engenharia civil, internet quântica, mecânica computacional e, por fim, a comercialização de computadores quânticos”, relata a Nature.
Entre as cientistas destacadas no relatório estão:
- Yan Li – Departamento de Engenharia Elétrica, The Pennsylvania State University, EUA
- Melissa Mather – Faculdade de Engenharia, University of Nottingham, Reino Unido
- Nicole Metje – Escola de Engenharia, University of Birmingham, Reino Unido
- Angela Sara Cacciapuoti, Lorenza Criscuolo e Laura d’Avossa – Departamento de Engenharia Elétrica e Tecnologia, University of Naples Federico II, Itália
- Mayu Muramatsu – Departamento de Engenharia Mecânica, Keio University Yokohama, Japão
- Maria Maragkou – Riverlane, Reino Unido
As contribuições dessas cientistas apresentam um panorama diversificado sobre como as tecnologias quânticas podem transformar múltiplos setores da engenharia. A seguir, destacam-se trechos de três pontos de vista, que ilustram o potencial e os desafios dessa abordagem inovadora:
Yan Li – Integrando Pesquisa Quântica com Aplicações Energéticas
“Desbloquear esse potencial exige a criação de novas conexões entre a pesquisa quântica e aplicações reais em sistemas energéticos. No contexto da computação quântica, isso implica desenvolver algoritmos híbridos (quântico-clássicos) específicos para desafios como operações de redes elétricas, previsão, controle e planejamento. Por exemplo, algoritmos quânticos podem otimizar a disposição e o cronograma de recursos energéticos distribuídos ou simular a resposta de redes com alta integração de fontes renováveis a perturbações. Sensores quânticos têm o potencial de detectar mudanças mínimas em campos magnéticos e elétricos, permitindo o monitoramento em tempo real de transformadores, cabos e até de perturbações eletromagnéticas em toda a rede, com uma precisão inédita. Complementarmente, a criação de redes quânticas pode assegurar a comunicação entre centros de controle e subestações, formando a espinha dorsal de uma infraestrutura energética protegida contra ameaças cibernéticas.”
“Entretanto, o caminho não é isento de desafios. Dispositivos quânticos ainda estão em estágio inicial — computadores quânticos possuem um número limitado de qubits e são suscetíveis ao ruído, enquanto sensores e redes quânticas estão em transição de protótipos de laboratório para soluções de campo. Os desafios de engenharia incluem adaptar modelos clássicos de sistemas de energia para formatos compatíveis com a computação quântica, traduzir dados entre sistemas quânticos e clássicos e integrar novas tecnologias aos métodos existentes. Além disso, é essencial desenvolver novos padrões, interfaces de software e procedimentos de validação para que os stakeholders do setor energético possam adotar essas tecnologias com confiança.”
Melissa Mather – Sensores Quânticos e Seu Impacto na Saúde
“Sensores quânticos já estão transformando diagnósticos e tratamentos médicos. A capacidade de detectar diretamente sinais magnéticos minúsculos, originados pela atividade elétrica do cérebro e do coração, pode oferecer novos insights para condições neurológicas e cardiovasculares. A altíssima sensibilidade desses sensores permite identificar esses sinais de forma direta, proporcionando uma compreensão detalhada da função e possíveis anomalias dos órgãos, algo que é frequentemente difícil com métodos tradicionais. Essa detecção precoce pode possibilitar a estratificação terapêutica, orientar a resposta ao tratamento e fornecer aos profissionais da saúde melhores perspectivas para o planejamento assistencial. A melhoria na relação sinal-ruído em imagens médicas, promovida por tecnologias quânticas, pode resultar em exames mais rápidos e maiores benefícios para os pacientes.”
Mayu Muramatsu – Aplicações do Anelamento Quântico na Mecânica dos Sólidos
“No campo da mecânica dos sólidos, o método de anelamento quântico tem demonstrado resultados surpreendentes em problemas de otimização topológica. Esses avanços podem levar a soluções de design para aplicações onde é fundamental obter estruturas mais seguras e com melhor eficiência de material, como em engenharia aeroespacial e civil. Por exemplo, pesquisas têm recorrido a algoritmos quânticos para encontrar designs estruturais ideais e calcular, de maneira integrada, a resposta estrutural de componentes utilizando o hardware disponível. Estudos também exploram extensões desses métodos para alvos contínuos. Na ciência dos materiais, o anelamento quântico expande seu alcance: foi demonstrado, por meio de modelos de campo de fase, a representação de estruturas de separação de fases em copolímeros e a resolução rápida desses modelos utilizando uma máquina baseada no modelo Ising. Paralelamente, metodologias baseadas em portas quânticas continuam a evoluir, como na otimização de sequências em compósitos laminados.”
Os editores do relatório enfatizam que, embora as tecnologias quânticas já estejam influenciando diversos campos da engenharia, elas ainda se encontram em sua fase embrionária. A colaboração entre equipes multidisciplinares será fundamental para superar os desafios e aproveitar plenamente o potencial dessas ferramentas revolucionárias.
