By Kenna Hughes-Castleberry gepostet am 22
Der „Journal Club“ von IQT ist eine wöchentliche Artikelserie, die eine aktuelle Forschungsarbeit zur Quantentechnologie aufschlüsselt und deren Auswirkungen auf das Quantenökosystem diskutiert. Im Artikel dieser Woche, veröffentlicht in E3S-KonferenznetzForscher aus Usbekistan untersuchen, wie sich Quantentechnologie auf die Landwirtschaft auswirken kann, insbesondere auf die Landfruchtbarkeit.
In der modernen Landwirtschaft geht es darum, die Ernährungssicherheit inmitten von Herausforderungen zu gewährleisten Klimawechsel und nachhaltiger Ressourcennutzung erfordert die Integration innovativer Technologien. Ein solcher vielversprechender Fortschritt ist die Anwendung von Quantentechnologien zur Bewertung der Bodenfruchtbarkeit, einem entscheidenden Faktor für die Optimierung des Düngemitteleinsatzes und der allgemeinen landwirtschaftlichen Effizienz. Wenn Landwirte wissen, wie lebensfähig der Boden ist, können sie ihre Böden für verschiedene Kulturen optimieren, indem sie je nach Bodenprofil Düngemittel oder andere Zusatzstoffe einsetzen.
A aktuellen Studie hat sich mit diesem futuristischen Ansatz befasst, indem er Variationsquantenketten verwendet (VQC) zur Analyse von Bodencharakterisierungsdaten. VQC, eine Methode, die für ihre Effizienz bei der Lösung von Klassifizierungsproblemen bekannt ist, wurde verwendet, um verschiedene Bodeneigenschaften wie Dichte, Feuchtigkeit, pH-Werte und Nährstoffgehalt zu analysieren und diese Daten zur weiteren Analyse in Quantenzustände umzuwandeln.
Eintauchen in Bodenprofile
Um besser zu verstehen, wie Quantentechnologie die Bodenfruchtbarkeit beeinflussen kann, verglichen die Forscher traditionelle Klassifizierungsmethoden wie die Support Vector Machine (SVM) und VQC-Ergebnisse. Die Forscher wandelten Bodeneigenschaftsdaten mithilfe verschiedener Ansätze (Ausgangsvermutungen oder Annahmen für das Problem) wie ZZFeatureMap und RealAmplitudes in Quantenzustände um. Sie teilten die Daten in Trainings- und Testsätze auf.
Dieser Prozess ermöglichte das gründliche Training der Modelle anhand der Trainingsdaten und die anschließende Bewertung ihrer Leistung anhand der Testdaten. Durch diesen innovativen Ansatz zielte die Studie darauf ab, die Vorteile und Grenzen der Verwendung von Variationsquantenschaltungen bei der Bewertung der Bodenfruchtbarkeit zu untersuchen und Licht auf das Potenzial für die weitere Entwicklung und Verfeinerung dieser Methoden zu werfen.
Die größeren Auswirkungen auf die Landwirtschaft
Obwohl sie weit verbreitet sind, weisen traditionelle Methoden zur Beurteilung der Bodenfruchtbarkeit einige Einschränkungen auf, darunter hohe Kosten und Zeitverzögerungen. Quantencomputing bietet mit seiner Fähigkeit, komplexe Daten effizient zu verarbeiten und zu analysieren, neue Horizonte für die Präzisionslandwirtschaft. Der Einsatz von VQC zur Beurteilung der Bodenfruchtbarkeit verspricht eine Verbesserung der Geschwindigkeit und Genauigkeit dieser Beurteilungen. Es öffnet die Tür zu innovativen Lösungen für die Herausforderungen, denen sich der Agrarsektor heute gegenübersieht.
Diese Studie ist ein entscheidender Schritt zur Realisierung des Potenzials von Quantentechnologien in der Landwirtschaft und unterstreicht den Bedarf an fortlaufender Forschung und Entwicklung in diesem spannenden Bereich. Mit der Fähigkeit des Quantencomputings, die Datenanalyse zu revolutionieren, könnte die Zukunft der Landwirtschaft einen deutlichen Wandel hin zu nachhaltigeren und effizienteren Praktiken erleben, was letztendlich zur globalen Ernährungssicherheit und der nachhaltigen Bewirtschaftung landwirtschaftlicher Ressourcen beitragen würde.
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- Quelle: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-quantum-technologies-in-agriculture-looking-at-land-fertility/
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