Quantinuum dos EUA e bp do Reino Unido desenvolvem algoritmo quântico de imagem sísmica, visando o gargalo de capacidade computacional na modelagem subterrânea de petróleo e gás

De acordo com pt.wedoany.com-A Quantinuum dos EUA e a bp do Reino Unido iniciaram um novo projeto de computação quântica, com o objetivo de desenvolver algoritmos quânticos para imagem sísmica subterrânea. A Quantinuum anunciou em 20 de maio que ambas as partes expandirão a cooperação com base num projeto-piloto de viabilidade anterior, utilizando métodos de computação quântica para simular propriedades físicas mais complexas da propagação de ondas subterrâneas, atendendo à procura da indústria energética por imagens da estrutura subterrânea da Terra e localização de recursos.

A imagem sísmica é uma etapa de carga computacional extremamente elevada na exploração de petróleo e gás, cuja tarefa central é converter os dados formados pela propagação, reflexão e refração das ondas sísmicas no subsolo em imagens interpretáveis da estrutura geológica. Dados do site oficial da bp mostram que a imagem sísmica é uma das suas capacidades centrais, podendo apoiar decisões de exploração global através do envio de ondas sonoras para baixo do leito marinho e análise dos resultados da reflexão. A bp também utiliza há muito tempo a computação de alto desempenho para modelagem subterrânea; os recursos do seu centro de computação de alto desempenho foram usados para processar dados geofísicos e imagens sísmicas, ajudando os cientistas a determinar a estrutura subterrânea. Com a entrada de algoritmos quânticos neste processo, o foco da investigação não está em substituir a experiência existente em interpretação geológica, mas em explorar se é possível usar o processamento quântico para reduzir a pressão computacional trazida por equações de onda complexas e imagens de alta resolução.

A Quantinuum declarou no comunicado que, quando os computadores tradicionais enfrentam um aumento na resolução espacial na imagem sísmica, a procura por recursos computacionais, como memória, aumenta correspondentemente. A explicação dada pela empresa é que, em condições ideais, um computador quântico pode duplicar a dimensão do espaço de estados quânticos adicionando um único qubit, oferecendo assim um caminho teórico diferente da computação clássica para o mesmo aumento de resolução. Esta declaração refere-se a uma descrição da capacidade teórica da computação quântica e não equivale a que o projeto atual já tenha concluído uma substituição a nível industrial.

Este projeto adota uma abordagem técnica que combina o quântico e o clássico. A Quantinuum afirma que o método híbrido quântico-clássico permite que o processador quântico assuma as partes computacionais mais difíceis, enquanto o sistema clássico continua a gerir a lógica dos dados, mantendo os resultados dentro das restrições físicas reais. Para as tarefas de imagem subterrânea, isto é particularmente crucial: a exploração de petróleo e gás não lida com problemas matemáticos abstratos, mas com um sistema físico complexo influenciado conjuntamente por estratos, domas salinos, falhas, estrutura porosa, variações na velocidade das ondas e condições de aquisição. Para que um algoritmo entre num fluxo de trabalho de engenharia, deve preservar a verificabilidade do modelo geofísico, além da eficiência computacional.

Rajeeb Hazra, CEO da Quantinuum, afirmou que esta colaboração pode tornar-se um importante caso de uso industrial para a computação quântica, oferecendo um caminho mais eficiente para a exploração energética ao obter dados de maior fidelidade com um custo computacional inferior ao da computação clássica. A empresa também sublinhou que o projeto dá continuidade ao bem-sucedido projeto-piloto de viabilidade anterior, transitando agora para a simulação de propriedades subterrâneas mais complexas. A participação da bp neste projeto também mostra que as empresas de energia estão a integrar a computação quântica na sua caixa de ferramentas de longo prazo para computação de alto desempenho e modelagem geofísica, em vez de permanecerem apenas na fase de prova de conceito.

A cooperação entre a Quantinuum dos EUA e a bp do Reino Unido estende ainda mais a aplicação da computação quântica de áreas comuns como materiais, química e finanças para a imagem sísmica. Para a exploração de petróleo e gás e a gestão de recursos subterrâneos, a precisão da imagem, o ciclo computacional e o custo energético afetam diretamente a eficiência da exploração e a qualidade da decisão. Se os algoritmos híbridos quânticos puderem continuar a avançar em modelos geofísicos reais, a imagem sísmica tem o potencial de se tornar um cenário de teste chave para a entrada da computação quântica nos fluxos de trabalho da indústria física.