COPPE pesquisa os computadores do futuro

Planeta COPPE / NACAD / Notícias

Data: 04/08/2006

Os amantes da informática, que sonham com computadores cada vez mais velozes, contam com um grande aliado da ciência: a computação quântica. Considerada uma das áreas mais promissoras da atualidade, esta tecnociência tornará os computadores capazes de processar em segundos uma operação que poderia demorar décadas, se realizada de modo tradicional. É nesta área que o físico Jean Faber desenvolve sua pesquisa de pós-doutorado na COPPE.

Enquanto um bit só pode ser ou 0 ou 1, um qubit pode ser 0 e 1 simultaneamente

A computação que usamos, hoje, é baseada no método desenvolvido nos anos 30 por Alan Turing, no qual a informação é representada num código binário – 0 e 1 – denominados bits. Neste método estão baseados os chamados computadores universais, ou seja, aqueles que temos em casa e que realizam múltiplas e virtualmente infinitas operações como escrever um texto, acessar a internet e até mesmo lançar um foguete espacial. “A diferença é que nos computadores atuais um bit ou é ‘0’ ou é ‘1’. Contudo, essa restrição não se estende ao mundo quântico. No computador quântico, um bit pode ter o valor ‘0’ e ‘1’ ao mesmo tempo. Por isso são chamados de qubits ou q-bits (quantum bits)”, explica Faber, que trabalha em um projeto de cooperação entre a COPPE e o Instituto de Física da UFRJ, sob a coordenação dos professores Luiz Pinguelli Rosa e Luiz Davidovich.

Compreendendo o universo quântico

No momento, a Física divide o universo em três partes: o mundo do muito grande, representado por galáxias, buracos negros, entre outros, descrito pela Relatividade Geral de Einstein; o mundo médio, que representa o nosso mundo cotidiano, descrito essencialmente pela chamada física clássica, a que aprendemos no colégio; e o mundo do muito pequeno, onde se encontram os fótons (partículas de luz), os elétrons e os átomos, descritos pela física quântica com base em novas regras. “No mundo quântico, por exemplo, é permitido a um único elétron ocupar ‘dois lugares ao mesmo tempo’. Se nós fôssemos muito pequenos, a ponto de sofrer os efeitos do universo quântico, poderíamos dormir no quarto e, simultaneamente, trabalhar na sala. Esse estranho efeito é conhecido como superposição quântica”, afirma o pesquisador da COPPE.

O Pesquisador Jean Faber

Para tentar entender como funcionarão os novos computadores, é preciso antes compreender a natureza singular do mundo quântico. Afinal, as leis que regem o mundo quântico não são as mesmas do mundo clássico. Segundo Faber, as diferenças básicas entre eles estão em dois efeitos: o da superposição, que exprime a capacidade de um elemento quântico estar em dois estados ao mesmo tempo; e o do emaranhamento, que é quando dois componentes quânticos se relacionam intimamente e qualquer alteração feita em um deles interfere diretamente no outro. “Este último efeito foi proposto na década de 30 por Einstein, Podolsky e Rosen como uma tentativa de apontar problemas na teoria quântica. Eles mostraram que existe uma forma de preparar dois elétrons, por exemplo, de tal maneira que a ligação entre eles fique tão forte que mesmo deixando um elétron na Terra e levando o outro para Júpiter, ainda assim, um ‘sentirá’ o outro instantaneamente. Na verdade, quando objetos quânticos estão emaranhados eles se comportam como um só. Einstein achava que este efeito violava a teoria da relatividade, porém, mais tarde revelou-se que esta é apenas uma peculiaridade do mundo quântico, onde outras regras são permitidas”, explica Faber.

Ilustração de elementos quânticos emaranhados

Os primeiros computadores usavam válvulas, atualmente funcionam com transistores eletrônicos. A próxima etapa, segundo Jean, consistirá no uso de propriedades quânticas, que operam de forma essencialmente diferente de tudo o que já foi feito. Segundo Faber, a grande diferença de um computador quântico em relação aos atuais é que, devido ao efeito de superposição, um bit pode agora ter o valor ‘0’ e ‘1’ ao mesmo tempo. Associando esse efeito ao emaranhamento, mostrou-se que algumas operações da computação podem ser realizadas com um tempo muito mais rápido.

Longe e perto de se tornar realidade

Embora pareça tema de ficção científica, a computação quântica não é algo tão distante. No momento, duas empresas americanas já fabricam equipamentos “geradores de números aleatórios quânticos” que podem ser acoplados aos computadores atuais. Trata-se de um avanço importante, já que os computadores clássicos não são capazes de gerar números totalmente aleatórios. Após certo tempo, os números começam a se repetir.

Um dos geradores de números quânticos já existentes no mercado

Mesmo convencidos do imenso potencial da computação quântica, os cientistas ainda precisam superar alguns desafios para que esses computadores substituam os que usamos hoje. Segundo Faber, a característica quântica da superposição, que proporciona o emaranhamento, impõe uma grande dificuldade prática: esta só existe em sistemas perfeitamente isolados do ambiente. Qualquer influência externa destrói os efeitos quânticos, inviabilizando a computação. Atualmente, grupos de pesquisa em vários países estão trabalhando no desenvolvimento de tecnologias que superem esse problema.

Entre os softwares quânticos já desenvolvidos, os mais utilizados são o de fatoração e o de busca. A fatoração é muito utilizada na criptografia, técnica que codifica mensagens em números muito grandes, geralmente utilizada para proteger dados confidenciais, como senhas de cartão de crédito ou de contas bancárias. Estes grandes números, quando fatorados, revelam a mensagem original. “Uma curiosidade é que a criptografia apóia-se no fato de que nenhum procedimento atual consegue fatorar números grandes de maneira suficientemente rápida. Mas o simples fato de existir um procedimento que o faça de forma rápida, já torna, em princípio, qualquer código criptografado ineficiente. Em outras palavras, a computação quântica vai demandar o desenvolvimento de novas formas de proteção da informação”, alerta Faber.

Para se ter uma idéia do grande potencial de busca dos computadores quânticos em relação aos atuais, basta imaginar uma situação do cotidiano. “Quando vamos ao supermercado, colocamos um produto de cada vez no carrinho. Para economizar tempo, escolhemos os melhores acessos para chegar, por exemplo, até um pacote de açúcar e, em seguida, ir para outra prateleira. Com o efeito quântico, seria como se pudéssemos acessar todas as prateleiras ao mesmo tempo”, ressalta o pesquisador, disposto a convencer – nos da superioridade na velocidade de busca desses novos computadores.

Título: Ensino Híbrido: Desafios e perspectivas nas engenharias e no ensino básico
Coordenador: MARCELLO LUIZ RODRIGUES DE CAMPOS
Contato do coordenadorcampos@smt.ufrj.br

Resumo: A pandemia da COVID-19 impôs uma transição drástica do modelo padrão de ensino, para aulas estritamente virtuais, e tem exigido um grande esforço para preparar e oferecer cursos aos alunos, seja no ensino universitário ou no ensino básico, pois poucos estavam preparados para lidar com as tecnologias de ensino online. Passados meses após o isolamento, não tem sido trivial a transição do presencial para o virtual, principalmente na manutenção da qualidade das disciplinas oferecidas neste novo formato. Uma lição foi aprendida neste processo: é necessário investir de forma permanente na implementação de tecnologias inovadoras/eficientes no melhoramento dos processos de ensino e aprendizagem. Neste sentido, este projeto visa a dar apoio à rede pública de ensino, seja no âmbito do ensino básico ou do ensino de engenharia em outras universidades, no Estado do Rio de Janeiro. O objetivo é o desenvolvimento de recursos e cursos em formato híbrido, incorporando técnicas de aprendizado ativo, sala de aula invertida, multimodalidade, etc.

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TítuloEscola Piloto em Engenharia Química Prof. Giulio Massarani
Coordenador: HENRIQUE POLTRONIERI PACHECO
Contato do coordenadorpacheco.h.pacheco@gmail.com e helen@peq.coppe.ufrj.br

Resumo: A Escola Piloto Presencial (EPP) em Engenharia Química surgiu em 1993, no PEQ/COPPE, e é uma ferramenta de atualização e de educação continuada, bastante útil para professores de ensino médio e de graduação, mas também muito procurada por estudantes e técnicos, além de empregados da indústria em geral. Nesta proposta da EPP desta edição serão oferecidos 10 módulos: TÉCNICAS AVANÇADAS DE CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS (DIVIDIDA EM 10 SUB-MÓDULOS) ensina técnicas de ponta para caracterização de diversos de tipos de materiais, discutindo o fundamento das técnicas e exemplificando com dados reais. Os módulos são: Módulo 1: Técnicas espectroscópicas (FTIR, DRIFTS, RAMAN e UV-Vis) Módulo 2: Ressonância magnética nuclear (RMN) Módulo 3: Difração de raios x (DRX) Módulo 4: Espectrômetro de Massas e Redução à Temperatura Programada (MS e TPR) Módulo 5: Cromatografia por permeação em gel (GPC) Módulo 6: Análises de tamanho de gotas e partículas Módulo 7: Técnicas cromatográficas gasosa e líquida – Uma visão de Troubleshooting Módulo 8: Elementos de caracterização de petróleo Módulo 9: Análises térmicas – TGA, DSC e DMA Módulo 10: Biotecnologia no Cotidiano.

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TítuloLaboratório de Informática e Sociedade – LabIS
Coordenador:  HENRIQUE LUIZ CUKIERMAN
Contato do coordenadorhcukier@cos.ufrj.br e lealsobral@cos.ufrj.br

Resumo: O LabIS veio se configurando ao longo de uma caminhada que remonta aos trabalhos e investigações da linha de pesquisa em Informática e Sociedade (IS) do Programa de Engenharia de Sistemas e Computação (PESC) da COPPE/UFRJ. Uma linha de pesquisa há tempos em busca de um Brasil ainda por inventar, movida pelo desejo de compreender a realidade brasileira para colaborar com a construção de um país mais justo e equânime. Trabalhamos com a produção de software de acessibilidade (LibrasOffice), jogos educativos (Damática), bancos comunitários (Mumbuca e Preventório) e oferecemos cursos de programação para estudantes da rede pública do ensino médio.

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TítuloLetramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ
Coordenador: DENISE CUNHA DANTAS
Contato do coordenadorddantas@oceanica.ufrj.br

Resumo: O Letramento de Jovens, Adultos e Idosos da COPPE/UFRJ é um projeto aberto a todo aquele que não é alfabetizado e aquele que não teve acesso ou não concluiu os estudos no Ensino Fundamental na idade escolar referente. Foi criado em 2005 pela Assessoria de Desenvolvimento Social da COPPE, a partir de uma pesquisa com os servidores e trabalhadores terceirizados que atuavam em atividades de limpeza e serviços gerais. A pesquisa foi ampliada para outras unidades e setores da Universidade. Hoje o Projeto tem como aluno servidores da UFRJ e terceirizados que, em sua maioria, trabalham no Centro de Tecnologia, e cidadãos moradores do entorno da Ilha do Fundão, principalmente da Vila Residencial e do Complexo da Maré. As aulas são ministradas no Centro de Tecnologia para as turmas de Letramento Básico, Intermediário e Avançado. E acontecem de segunda a sexta feira, de 15 às 16:30 horas.

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TítuloPolímeros para o setor de petróleo e gás – Aditivos
Coordenador: TAISSA ZANGEROLAMI LOPES RODRIGUES
Contato do coordenadortaissazl@yahoo.com.br e elucas@metalmat.ufrj.br

Resumo: A ação contempla aulas teóricas e demonstrativas e obtenção, caracterização e propriedades em solução dos polímeros, além de suas aplicações como aditivos na indústria do petróleo.

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TítuloPolímeros: aplicações e uso consciente
Coordenador: ARIANE DE JESUS SOUSA BATISTA
Contato do coordenadorariane.pent@gmail.com e ariane@pent.coppe.ufrj.br

Resumo: A reciclagem de plásticos é um tema importante, visto que mais de 60% de todo plástico produzido já virou resíduo e apenas 9% foi reciclado em todo mundo. No Brasil os dados são ainda mais alarmantes. O relatório apresentado pelo WWF recentemente afirma que o Brasil é o quarto maior produtor de resíduos plásticos do mundo e recicla menos de 2% desse montante. Contudo, políticas de reciclagem e educação ambiental ainda são precárias e pouco divulgadas, e a disseminação de informações que tornam os plásticos vilões fazem com que o banimento desses materiais seja cada vez mais desejável. No entanto, vale lembrar que os plásticos são polímeros de alto valor agregado, baixo custo de produção e muito versáteis, e quando reciclados podem ser reinseridos na cadeia produtiva, possibilitando a produção de novos materiais, além de alavancar o setor energético. Dessa forma esse projeto visa instruir e incentivar alunos de escolas públicas e privadas a serem multiplicadores dos conceitos de reciclagem em suas escolas, famílias e comunidade. Onde palestras e atividades lúdicas serão realizadas, de forma virtual, incentivando o descarte correto ou reutilização de resíduos plásticos, evitando que esses resíduos sejam descartados em lugares impróprios.

Site onde os trabalhos realizados pelo projeto de extensão são divulgados
Instagram do Grupo EngePol (PEQ/COPPE/UFRJ), onde todos os nossos trabalhos e laboratórios são divulgados, inclusive os do projeto de extensão

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TítuloPrograma de Incubação de Empreendimentos Populares – Inovação Social dos Processos de Incubação de EES
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenador: amandaxavier86@gmail.com

Resumo: A ITCP/COPPE vem atuando, desde a sua criação, no apoio aos Empreendimentos Populares. Desenvolve ações que vão de encontro às necessidades das classes populares e dos setores informais, que historicamente ficam à margem das ações sociais desenvolvidas pelo Estado. Hoje novas técnicas e ferramentas são requeridas para enfrentar os novos desafios que se apresentam. Esta proposta visa investigar metodologias inovadoras de incubação, que propiciem o aperfeiçoamento das atividades dos empreendimentos incubados, dando continuidade às ações desenvolvidas pela ITCP/COPPE. A implantação das novas metodologias desenvolvidas permitirá melhorar a qualidade dos Empreendimentos Econômicos Solidários – E. Site da Incubadora Tecnológica de Cooperativas Populares – ITCP/COPPE/UFRJ 

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TítuloEspaço COPPE Miguel de Simoni
Coordenador: CLAUDIA MARIA LIMA WERNER
Contato do coordenador: werner@cos.ufrj.br

Resumo: A atividade central deste projeto é a visitação guiada a exposição do Espaço COPPE, realizada predominantemente por estudantes do Ensino Médio da Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Os grupos de estudantes realizam as visitas acompanhados por professores das escolas de origem. O ambiente dos espaços de divulgação científica e tecnológica, como o Espaço COPPE, pode proporcionar elementos-chave de fomento à motivação intrínseca do aprendizado – por exemplo: construção de significado pessoal, tarefas desafiadoras, colaboração e sentimentos positivos sobre os esforços realizados e, portanto, são potenciais indutores da formação de vínculos novos, por vezes mais intensos. Site do Espaço COPPE  

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS – DEFESA
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br e karina.andrade@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG) da Fundação Nacional da Qualidade (FNQ). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloSISTEMAS DE GESTÃO DA QUALIDADE (SGQ) e MODELO DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO (MEG) PARA SERVIDORES PÚBLICOS GERAIS E UFRJ
Coordenador: EDUARDO OLIVEIRA DOS SANTOS
Contato do coordenadoreduardo.oliveira@adc.coppe.ufrj.br

Resumo: O Curso tem por objetivo a elaboração, implantação, manutenção, melhoria contínua e auditorias internas de sistemas de gestão da qualidade segundo requisitos das normas NBR-ISO:9001 e implantação de boas práticas de gestão segundo os critérios definido no Modelo de Excelência em Gestão (MEG-TR) preconizada pela SEGES do Ministério de Economia). O curso está vinculado ao Programa FORMAÇÃO CONTINUADA DE SERVIDORES PÚBLICOS.

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TítuloUBUNTU.lab – Programa de inovação aberta em cidades inteligentes para a redução da desigualdade racial no Rio de Janeiro

Coordenador: MATHEUS HENRIQUE DE SOUSA OLIVEIRA
Contato do coordenadormatheusoli@hotmail.com

Resumo: O Projeto BRA/15/010 – Fortalecimento e Expansão do Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial é uma ação entre o Ministério da Mulher, da Família e dos Direitos Humanos (MMFDH) e o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD) com o objetivo de descentralizar as políticas públicas de igualdade racial e fortalecer e expandir o Sistema Nacional de Promoção da Igualdade Racial (Sinapir). A Fundação COPPETEC foi uma das entidades selecionadas através do projeto U.lab para apresentar a prefeitura do Rio de Janeiro um laboratório de inovação governamental a ser replicado como política de promoção da igualdade racial no âmbito de implementação do Plano de Desenvolvimento Sustentável do Município desenvolvido pelo Escritório de Planejamento da Secretaria Municipal da Casa Civil (EPL). No âmbito do Sinapir, o presente projeto tem o objetivo de entregar ao município do Rio de Janeiro, um programa de inovação governamental que coloca o jovem negro como protagonista da tecnologia capaz de promover o bem-estar no seu dia a dia.

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TítuloUnidade de Suporte à Inovação Social – USIS
Coordenador:  CARLA MARTINS CIPOLLA
Contato do coordenadorcarla.cipolla@ufrj.br

Resumo: A atividade apoia inovações sociais como chave para o desenvolvimento. O USIS/ UFRJ – Unidade de Suporte à Inovação Social – nasceu do projeto LASIN – Latin American Social Innovation Network -, financiado pela Comissão Europeia, com o propósito de implementar um modelo de envolvimento Universidade/comunidade, baseado na combinação de atividades curriculares e extra-curriculares, materiais e instrumentos de aprendizagem, treino prático, oficinas e mentorias para reforçar as ligações da universidade com o ambiente social mais amplo (Grupos comunitários, ONGs e/ou OSCIPS, Organizações governamentais, empresas e escolas) com metodologia própria desenvolvida por LASIN.

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Título“TÁ” LIGADO?! MINHA CÂMERA NA MÃO E UMA IDEIA NA CABEÇA – A LINGUAGEM AUDIOVISUAL COMO LIVRE EXPRESSÃO NA CONSTRUÇÃO DIALÉTICA NO ESPAÇO ENTRE A UNIVERSIDADE, A ESCOLA E A SOCIEDADE
Coordenador:  ANDREA MARIA DO NASCIMENTO SILVA
Contato do coordenadorandreanascimento@cos.ufrj.br

Resumo: Todos nós da comunidade acadêmica e escolar tivemos que nos adaptar à utilização de soluções tecnológicas para nos comunicar, socializar e nos relacionar durante o período de pandemia para reproduzir a rotina de uma sala de aula. Com isso, a linguagem audiovisual e o uso de dispositivos portáteis, como smartphones e tablets, que já era uma realidade muito presente em nossa vida, de repente, se tornou fundamental. Essa proximidade foi uma grande motivação que trouxe a memória da frase emblemática do cineasta Glauber Rocha – Uma câmera na mão e uma ideia na cabeça – que inspirou o título deste projeto e que nos faz compreender que atualmente a nossa práxis gira em torno dessa máxima que representa nosso atual cenário social nos hábitos de registrar e compartilhar nossas imagens, nossos áudios, nossos vídeos, seja de forma direta ou indiretamente nas redes sociais. Portanto, este projeto visa atender a uma demanda técnica para auxiliar a produção de conteúdo de divulgação de pesquisas, trabalhos escolares, vídeo aulas, entre outros, de forma que o público participante do projeto conheça detalhes da composição audiovisual. Enfatizar o uso da linguagem audiovisual para acesso ao conhecimento e para a troca de saberes, uma comunicação dialética onde é importante não só transmitir o conhecimento gerado na universidade mas também possibilitar que a sociedade contribua com o seu olhar, seu fazer, sua crítica.

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TítuloApoio às Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro para o desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis
Coordenador: AMANDA FERNANDES XAVIER PEDROSA
Contato do coordenadoramandaxavier86@gmail.com

Resumo: As MPE compõe 92% das empresas do Estado do Rio de Janeiro (RJ) e são responsáveis por mais de 50% dos empregos formais (Brasil, 2020). No entanto, as MPE enfrentam enormes desafios, sobretudo pela amplitude da atual crise sanitária, econômica e social (CNI, 2021; SEBRAE, 2020), colocando em evidencia o modelo econômico dominante, centrado na produção em massa de bens materiais e de performance financeira (Fernandes et al., 2021; Lima & Dias, 2020). Nesse sentido, esse projeto se fundamenta na perspectiva da Economia da Funcionalidade e da Cooperação (EFC), que tem como proposta fornecer soluções integradas de bens e serviços a partir da cooperação entre diferentes atores territoriais, abandonando a noção de escalabilidade e desenvolvendo novos modelos de governança de empresas e territórios (Du Tertre et al., 2019). Essa abordagem interacionista permite um menor consumo de recursos naturais e a renovação do vínculo social, criando resiliência para as relações econômicas, tão fragilizadas diante do cenário atual (Xavier et al., 2021; Roman et al., 2020). Este projeto visa apoiar as Micro e Pequenas Empresas do estado do Rio de Janeiro no desenvolvimento de trajetórias econômicas sustentáveis, criando impacto direto na sociedade e na comunidade científica. Para tanto, visa a formação, acompanhamento e intervenção de dirigentes de empresas para transição de modelo econômico a partir do Modelo da Economia da Funcionalidade e da Cooperação.

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