Durante la temporada de Fiestas, mucha gente en todo el mundo se encuentra ocupada en la planeación de algunas de las más grandes y significativas cenas del año. Pero en muchos países, la hambruna es un reto de todo el año, y en las próximas décadas, alimentar a nuestra creciente población global podría convertirse en el problema más grande que hayamos enfrentado.
Para el año 2050, la población de nuestro planeta azul alcanzará los 9 mil quinientos millones, de acuerdo con las Naciones Unidas. Al mismo tiempo, el cambio climático cuesta miles de millones de dólares en ganado y cosechas perdidas. Y en los últimos 150 años, la mitad de la capa vegetal del mundo habrá desaparecido.
Ante todo esto, ¿Cómo nos vamos a alimentar?
En todo el mundo, desarrolladores de software, científicos de datos, agrónomos y granjeros, unen fuerzas para abordar esa cuestión, a través del uso de la tecnología, y en especial de la nube, para mejorar la producción de alimentos, en ocasiones con resultados considerables.
La revolución ‘agtech’
No recibe muchos titulares en los medios, pero la fusión de agricultura y tecnología, mejor conocida como “agtech”, ha comenzado a cambiar la manera en que la comida es creada.
Los drones equipados con sensores infrarrojos monitorean la salud de las cosechas y buscan infestaciones de plagas; con el uso de tecnología de Internet de las Cosas (IoT), los sensores envían datos en tiempo real de todo desde ostras a vacas a la nube, donde el aprendizaje automático y la inteligencia artificial pueden revisar su estado y descubrir maneras más eficientes de mejorar los procesos.
En Land O’ Lakes, una empresa agricultora de 13 mil millones de dólares, una aplicación basada en Azure agrega datos de satélite, datos del clima e investigación agrónoma para ayudar a los granjeros a tomar decisiones sobre la siembra.
Con la aplicación HealthyCow 24, de SCR Dairy, los granjeros pueden “conectar” sus vacas a la nube, donde se analizan el ritmo cardiaco, temperatura y actividad rumiante de los animales. Luego los granjeros como Steffen Hake en Alemania pueden ver los datos en un tablero en tiempo real desde su PC o dispositivo móvil.
Con iBreedIT, una aplicación que corre sobre Azure, los criadores pueden acelerar la producción de nuevas variedades de plantas, digamos, tomates con mayores cantidades de antioxidantes, lo que reduce el tiempo de llegada al mercado a la mitad. Y un conjunto de aplicaciones de nube desarrolladas por Rainforest Alliance rastrea los granos de cocoa de la cosecha a la mesa, para asegurar que la cocoa fue cultivada de manera sustentable.
Pero con lo destacada que es, agtech es solo el inicio. Algunos problemas en verdad enormes, asombrosos por su complejidad, se mantienen. Sin embargo, si los podemos resolver, todo cambia.
Tomen el fertilizante
Una mejora cuántica
Claro que, el fertilizante es esencial para la agricultura y para mejorar los campos de siembra. El amoniaco es el ingrediente principal en casi todos los fertilizantes, y para fabricarlo, sólo tienen que mezclar nitrógeno e hidrógeno.
Pero para que esta reacción química funcione, necesitan un catalizador, alta presión y temperatura, una costosa operación llamada “Proceso Haber-Bosch”, que ha cambiado muy poco desde su invención en 1910.
Científicos e ingenieros han trabajado por décadas para mejorar este proceso al experimentar con diferentes catalizadores, pero se ha conseguido poco progreso porque hay muchas posibilidades, casi un número infinito.
¿Es trabajo para una computadora?
Sí, pero encontrar el mejor catalizador podría tomar, y no es exageración, siglos o más en las computadoras más rápidas en la actualidad, y no tenemos tanto tiempo.
Pero, ¿Qué pasaría si pudieran determinar un buen catalizador en cuestión de días?
Pronto, ustedes podrán, con una “computadora cuántica”, una máquina alucinante que aprovecha el hecho de que partículas pequeñas como los electrones pueden estar en muchos estados al mismo tiempo, ver no sólo un “uno” o un “cero”, sino todo lo que está en medio.
Hoy en día, incluso algunos estudiantes de escuela primaria saben que tres bits binarios en una computadora tradicional pueden almacenar un número entre 0 y 7. De manera sorprendente, 300 “bits cuánticos”, o qubits, pueden almacenar todos los números entre 0 y 2300 de manera simultánea. ¡En otras palabras, 300 qubits almacenan más información que átomos en el universo! Con las computadoras cuánticas, ustedes pueden realizar cómputo sobre todos estos valores al mismo tiempo.
¿Cómo es posible? A través de la magia de la física cuántica, el loco mundo de las partículas subatómicas. Si es difícil de digerir, tomen valor. Incluso Richard Feynman, físico ganador del Premio Nobel, que fue el primero en imaginar el concepto de una computadora cuántica, se sintió abrumado por su complejidad: “Si piensan que entienden las mecánicas cuánticas, no entienden las mecánicas cuánticas”, comentó.
En pocas palabras, la computadora cuántica les podría permitir analizar de manera más rápida y precisa, procesos catalíticos, y ofrecer la respuesta correcta.
Construir la computadora cuántica: ¿Alguien dijo aniones?
Microsoft ha estado involucrado en el cómputo cuántico desde finales de los años noventa, cuando el entonces jefe de estrategia, Craig Mundie, contrató a Michael Freedman, ganador de la Medalla Fields, y otros para crear Station Q, nuestro centro de cómputo cuántico en Santa Bárbara, California. (Si no son matemáticos, o no han visto la película Good Will Huntig, la Medalla Fields es el equivalente en matemáticas al Premio Nobel).
Junto con Alexei Kitaev, que ahora es profesor de física en Caltech, Freedman creó el concepto de la computadora cuántica topológica. Estos dispositivos no utilizan partículas “tradicionales” como los electrones, sino casi-partículas bidimensionales llamadas “aniones”. Estos están formados en “trenzas” y “nudos” matemáticos y al final crean puertas lógicas de cómputo.
¿Muy lejos? Pueden apostarlo. ¿El potencial de abrir increíbles nuevas soluciones que beneficien al planeta? Absolutamente. Tanto que de manera reciente hemos duplicado nuestra inversión en cómputo cuántico.
El cómputo cuántico y la nube: Una pareja perfecta
¿Cómo funcionará esto? Bueno, para mantener las partículas en un estado estable, las computadoras cuánticas deben estar enfriadas a casi un cero absoluto, y no es posible que ustedes puedan tener una bajo su escritorio o en su centro de datos.
La plataforma de nube de Microsoft Azure brindará una gran manera de poner disponibles “para renta” los recursos de cómputo cuántico, a la vez que brinda sus beneficios a los clientes en la manera más económica.
Y bajo la dirección de Krysta Svore, PhD de Columbia y científica computacional, del Grupo de Arquitecturas Cuánticas y Computación de Microsoft (QuARC) ha creado un conjunto gratuito de herramientas de programación llamado LIQUi|> (se pronuncia “licuid”) que permite a los desarrolladores simular y programar una computadora cuántica. “Con LIQUi|>, no sólo podemos programar una computadora cuántica, también podemos comenzar a educar a la siguiente generación de científicos de cómputo cuántico y poner ahora los circuitos cuánticos en las manos de los usuarios potenciales”, comentó Svore.
Esto significa que podemos empezar a entrenar a los científicos e ingenieros que van a utilizar computadoras cuánticas para resolver no sólo el problema del catalizador, sino muchos otros como ese, con impactos igual de largos.
El futuro de la comida es brillante
Debemos resolver este problema, es algo imperativo. De acuerdo con el Programa Alimentación Mundial, una de cada nueve personas en nuestro planeta no recibe suficiente comida para vivir una vida saludable y activa. Pero la inversión en agricultura reduce el hambre casi en un 80 por ciento, de acuerdo con la Organización de Alimentos y Agricultura de las Naciones Unidas.
Así que, con los importantes avances tecnológicos impulsados por la nube, Internet de las Cosas y revolucionarias nuevas arquitecturas como el cómputo cuántico, tal vez, y solo tal vez, vamos a poder alimentar a toda nuestra gente, todos los días del año.
Barry Briggs, un veterano de 40 años de la industria de software, comenzó a programar en un mainframe Univac en la NASA, trabajó con el popular programa de hojas de cálculo de Lotus, 1-2-3, y trabajó como CTO para la propia organización de TI de Microsoft, donde ayudó a liderar la transición de la empresa hacia la nube.
