By 케나 휴즈-캐슬베리 22년 2024월 XNUMX일 게시됨
IQT의 '저널클럽'은 최근 양자 기술 연구 논문을 분석하고 그것이 양자 생태계에 미치는 영향을 논의하는 주간 기사 시리즈입니다. 이번 주에 게재된 기사에서는 E3S 웹 컨퍼런스, 우즈베키스탄의 연구원들은 양자 기술이 농업, 특히 토지 비옥도에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 연구합니다.
현대 농업에서는 다음과 같은 과제 속에서도 식량 안보를 보장합니다. 기후 변화 및 지속가능한 자원 활용에는 혁신적인 기술의 통합이 필요합니다. 그러한 유망한 발전 중 하나는 비료 사용 및 전반적인 농업 효율성을 최적화하는 데 중요한 요소인 토양 비옥도를 평가하기 위한 양자 기술의 적용입니다. 토양이 얼마나 생존 가능한지 이해하면 농부가 토양의 프로필에 따라 비료나 기타 개량제를 활용하여 다양한 작물에 맞게 토양을 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
A 최근의 연구 변형 양자 체인을 사용하여 이러한 미래 지향적인 접근 방식을 탐구했습니다(VQC) 토양 특성화 데이터를 분석합니다. 분류 문제를 해결하는 데 효율성이 뛰어난 것으로 알려진 방법인 VQC를 사용하여 밀도, 수분, pH 수준, 영양분 함량 등 다양한 토양 특성을 분석하고, 추가 분석을 위해 이 데이터를 양자 상태로 변환했습니다.
토양 프로필 살펴보기
양자 기술이 토양 비옥도에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 더 잘 이해하기 위해 연구원들은 SVM(지원 벡터 머신) 및 VQC 결과와 같은 전통적인 분류 방법을 비교했습니다. 연구원들은 ZZFeatureMap 및 RealAmplitudes와 같은 다양한 ansatzes(문제에 대한 추측 또는 가정 시작)를 사용하여 토양 특성 데이터를 양자 상태로 변환했습니다. 그들은 데이터를 훈련 세트와 테스트 세트로 나누었습니다.
이 프로세스를 통해 훈련 데이터에 대한 모델의 철저한 훈련과 테스트 데이터에 대한 성능 평가가 가능했습니다. 이 혁신적인 접근 방식을 통해 이 연구는 토양 비옥도 평가에서 변형 양자 회로 활용의 장점과 한계를 탐색하고 이러한 방법의 추가 개발 및 개선 가능성을 밝히는 것을 목표로 했습니다.
농업에 대한 더 큰 영향
토양 비옥도를 평가하는 전통적인 방법은 널리 퍼져 있지만 높은 비용과 시간 지연을 포함하여 한계가 있습니다. 복잡한 데이터를 효율적으로 처리하고 분석하는 능력을 갖춘 양자 컴퓨팅은 정밀 농업의 새로운 지평을 제시합니다. 토양 비옥도를 평가하기 위해 VQC를 사용하면 이러한 평가의 속도와 정확성을 향상시킬 수 있습니다. 이는 오늘날 농업 부문이 직면한 과제에 대한 혁신적인 솔루션의 문을 열어줍니다.
이 연구는 농업에서 양자 기술의 잠재력을 실현하기 위한 중추적인 단계로서 이 흥미로운 분야에 대한 지속적인 연구 개발의 필요성을 강조합니다. 데이터 분석을 혁신하는 양자 컴퓨팅 기능을 통해 농업의 미래는 더욱 지속 가능하고 효율적인 방식으로 크게 전환되어 궁극적으로 글로벌 식량 안보와 농업 자원의 지속 가능한 관리에 기여할 수 있습니다.
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- 출처: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-quantum-technologies-in-agriculture-looking-at-land-fertility/
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