Eu comecei a estudar física porque eu sou encantado por entender como o mundo funciona. Mas, ao longo da graduação, também aprendi com meus professores que os físicos se destacam pela habilidade de resolver problemas complexos em diversos cenários. Embora ouvir isso fosse encorajador, foi só quando tive a oportunidade de vivenciar isso na prática em ambientes desafiadores e interdisciplinares que realmente compreendi o que eles diziam. Hoje, quero compartilhar como vivi isso em dois momentos que marcaram minha jornada, unindo desafios acadêmicos e profissionais.

Hackathon de computação quântica Itaú-IBM
Em 2023, o banco Itaú, em parceria com a IBM, lançou o primeiro hackathon de computação quântica no Brasil. Para isso, eles promoveram workshops fascinantes sobre otimização, introdução à computação quântica, algoritmos quânticos variacionais híbridos e hardwares quânticos. Ao final, fizeram uma prova para selecionar 50 participantes de todo o país, divididos em 10 equipes para competir na Batalha de Quantum.

IBM Quantum Computer

Veja bem, além do que eu aprendi com os workshops que eles forneceram, e o pouco que eu estudei pela internet por umas duas semanas, eu praticamente não sabia nada sobre computação quântica. Ao mesmo tempo, o nível de competição era alto, de alcance nacional, e com pessoas que já tinham mestrado em computação quântica ou estavam fazendo doutorado nessa área. Porém, algo que aprendi lentamente no curso de Física de Materiais e com meu orientador André Vilela foi a não permitir que crenças limitantes me controlassem.

A verdade, é que o tempo ideal para se fazer algo não existe. Sempre terá algum empecilho atrapalhando, e se olharmos para eles, nunca iremos fazer algo. Eu aprendi a me desafiar com as experiências sempre com a mentalidade de aprender e crescer, o famoso growth mindset. Decidi fazer a prova e incentivei outros colegas a participarem também da seleção. Assim, dessa seleção nacional, eu e minha amiga Eduarda Mendes, ambos do curso de Física de Materiais, fomos aprovados para participar da grande competição. Fizemos de tudo para estar na mesma equipe e lá fomos nós!

Durante o hackathon, tive a oportunidade de trabalhar e colaborar com pessoas de diversas formações. Além de físicos como eu, interagi com cientistas da computação, engenheiros de várias especialidades, matemáticos e químicos. Todos reunidos para resolver um desafio financeiro real: encontrar a combinação ideal de ativos de investimento para um portfólio financeiro que maximize o retorno econômico e minimize o risco envolvido, usando técnicas de otimização da computação quântica.

Foi uma experiência extremamente desafiadora. Tivemos apenas um final de semana para resolver o problema, em três níveis de dificuldade. O problema era interdisciplinar, envolvendo conceitos de física, computação, engenharia e combinatória. Cada equipe era formada por 5 participantes, mas um dos nossos integrantes não pôde participar, devido a alguns problemas pessoais. Apesar disso, nossa equipe se dava bem, com uma boa comunicação, e colaboração na divisão de tarefas para vencer o problema.

Fomos resolver o problema juntos, onde cada pessoa buscava a solução em seu próprio Jupyter notebook (um caderno de programação em Python) e podíamos pedir ajuda um pro outro e passar informações importantes. Eu passei o primeiro dia inteiro do hackathon tentando montar um circuito quântico que resolvesse a fase fácil do problema, quebrando a cabeça, mas me divertindo no processo, enquanto colaborava com minha equipe. Depois de horas, a situação não era muito animadora, visto que o hackathon encerrava no domingo de tarde, e já era sábado de noite, sem nem vencer a fase fácil. Em hackathons, é comum até que participantes tenham poucas horas de sono ou de alimentação, na corrida para implementar soluções inovadoras num curto intervalo de tempo.

Dormi por cerca de 5 a 6 horas e acordei cedo no domingo para tentar novamente. Foi então que eu finalmente consegui uma solução muito eficiente para a fase fácil, com um erro mínimo. Foi tão boa que eu consegui fazer a fase média em apenas mais duas horas e a fase difícil em somente mais uma hora, fazendo apenas mais algumas adaptações. Me concentrar em compreender bem os primeiros princípios envolvidos na parte "fácil" realmente valeu a pena.

Isso me fez perceber na prática o fato de físicos passarem anos tentando entender e resolver muitos dos problemas mais difíceis que a humanidade já enfrentou focando numa compreensão profunda dos conceitos básicos. Estudar física não apenas faz você entender melhor o mundo, mas é um treinamento cognitivo pra um cérebro persistente, resiliente, curioso, questionador, colaborativo e criativo. Além disso, aprender física no curso de Física de Materiais foi um processo de crescimento pessoal importante: vi que a física permite e nos ajuda a trabalhar em equipe, pois, nas fases mais avançadas do curso, aprendemos o quanto nos ajudar um ao outro é essencial para resolver problemas difíceis.

Só de ter proporcionado essa experiência, eu já tinha aprendido muito e estava satisfeito. Depois que entregamos o projeto, eles selecionaram as três melhores equipes para prepararem uma apresentação de seus projetos durante a segunda-feira, e apresentarem nacionalmente na terça-feira. Para minha surpresa, na segunda-feira chegou a notícia de que fomos selecionados mais uma vez! Preparamos os slides juntos, e ficou combinado de que Gabriel Langeloh (integrante da minha equipe) iria apresentar a parte clássica do projeto, e eu iria apresentar a parte quântica. O evento foi recheado da participação de grandes nomes do Itaú e da IBM. Dei o melhor de mim na apresentação!

Eu fiquei extremamente feliz quando, após as apresentações, anunciaram que meu time, Horizonte Quântico, venceu a batalha de quantum em primeiro lugar! Devo muito à minha equipe, composta por Alisson Silva, Eduarda Mendes e Gabriel Langeloh. Uma equipe formada por nada mais nada menos que 3 físicos e um matemático e cientista da computação. Até hoje, ainda somos bons amigos.

Trabalhando em uma empresa internacional: a Photrek
Após essa experiência, tive outro desafio: trabalhar na Photrek, uma empresa internacional que atua com inteligência de risco, machine learning, governança de blockchains e simulações de impacto ambiental. Consegui essa oportunidade porque o presidente da empresa, Kenric Nelson, contatou meu orientador, André Vilela (Kenric e André foram colegas e pesquisadores na Boston University), pedindo uma indicação de alguém do CLASSICO (Centro e Laboratório de Simulação de Sistemas Complexos), e eu fiquei muito feliz de ter sido indicado para o trabalho.

Prof. André me indicou por minha persistência em trabalhar duro no laboratório, aprender novas técnicas e algoritmos, e me empenhar em situações desafiadoras, como no hackathon de computação quântica do Itaú-IBM ou ao ganhar o prêmio de excelência no March Meeting 2023 da American Physical Society (APS) em Las Vegas (mas isso já é outra história).

Na Photrek, trabalhei em um ambiente altamente interdisciplinar, cercado por engenheiros, desenvolvedores, matemáticos e cientistas. No início, eles estavam enfrentando um problema com votantes manipuladores em uma comunidade blockchain. Usando o conceito de entropia, que aprendi em física, desenvolvi um algoritmo capaz de identificar votantes mal-intencionados e aplicar penalidades. Quem diria que um conceito termodinâmico teria uma aplicação na governança de blockchains? Aprender física é se aventurar em conexões inusitadas e ver problemas por outros ângulos.


Photrek Services

E não parou por aí. Usando os conhecimentos de sociofísica e econofísica que aprendi no CLASSICO, desenvolvemos um projeto realizando simulações computacionais de diversos sistemas de votação de projetos para a comunidade descentralizada da SingularityNET com um modelo proposto pelo Prof. André. Nesse projeto, usamos dados reais para desenvolver simulações complexas, considerando elementos realísticos, como diversas estratégias de votantes para encontrar o sistema de votação mais robusto a estratégias desonestas e que consiga capturar com maior fidelidade o sentimento geral da comunidade. Conseguimos mostrar, após diversas análises extensivas, que o Preferential Quadratic Voting proporcionava o melhor método de votação em cenários realistas. Esse projeto simplesmente alterou o sistema de votação usado pela plataforma, garantindo melhores resultados para todos. Além disso, prosseguimos com um projeto similar com a Cardano, em parceria com a IOG, onde entendemos ainda mais a análise, incluindo efeitos de colaboração e troca de informação entre votantes, um fenômeno comum nas eleições digitais de comunidades blockchain.

Depois, Kenric recomendou que eu participasse de um curso de machine learning do MIT, Machine Learning with Python-From Linear Models to Deep Learning, como parte de meu desenvolvimento profissional para atuar em projetos e em pesquisa envolvendo machine learning. Foi fantástico participar de um curso internacional, com uma comunidade viva e engajada de professores, estudantes e profissionais de diversos países. O curso oferecia o mesmo conteúdo ofertado em campus no MIT, com conteúdo de alto nível e atividades e projetos altamente exigentes. Eu sempre interagia no fórum do curso, aprendendo bastante, respondendo algumas dúvidas de outros alunos e participando das discussões. Tive uma grande surpresa quando eu recebi um convite da equipe do curso para me tornar Professor Assistente da Comunidade (Community Teacher Assistant, ou Community TA) "as recognition of my outstanding contributions to the discussion forum."

Essa foi uma notícia extremamente positiva e gratificante. E mais uma vez, eu vi como a física foi um diferencial, por ela ter me feito exercitar tanto a habilidade de explicar conceitos e problemas complexos de forma simples nas listas, na pesquisa e apresentações, e nas monitorias com outros estudantes. Concluí o curso com êxito e, como recompensa por ter sido Community TA, recebi um cupom para cursar outro curso do MIT com certificado de graça! É possível fazer os cursos de graça, mas para ter o certificado além de boas notas, é preciso pagar uma taxa. O edX também oferece ajuda financeira ou financial aid para pessoas elegíveis. No caso desse curso de machine learning, Kenric reembolsou o investimento para o meu certificado. Recentemente, usei meu cupom e concluí o curso The Iterative Innovation Process, aprendendo os fundamentos do pensamento inovador com inovadores do MIT, através de exemplos reais para abordar fontes de incerteza em Tecnologia, Implementação e Mercados, bem como o processo iterativo entre esses componentes para gerar inovação.

Destacando-se entre os projetos na equipe, fui convidado a fazer parte do leadership circle (círculo de liderança) da Photrek, tornando-me um dos cofundadores e sócios e atuando diretamente no desenvolvimento da Photrek, na criação técnica dos produtos e serviços, executando uma mentalidade empreendedora.



Photreak Team

Conclusão
Aprendendo física, você pode não só mudar o mundo... mas também a si mesmo! É inevitável: a física desenvolve em nós uma mente curiosa, resiliente e colaborativa, capaz de fazer conexões inusitadas e resolver problemas complexos em diferentes áreas. O impacto de estudar física vai além da ciência: é uma jornada de crescimento pessoal e profissional que muda todas as outras áreas da sua vida.

Igor Vinícius Gomes de Oliveira
Formado em física de materiais pela Universidade de Pernambuco e mestre em física pela Universidade Federal de Pernambuco. Vencedor do prêmio internacional "Physics of Future Days", participou de diversos congressos, como as jornadas científicas da FACEPE, Encontro de Física do Norte e Nordeste, dos March Meetings e Global Physics Summit da APS. Foi monitor das disciplinas de laboratório de óptica e eletromagnetismo, Eletromagnetismo 1 e Eletromagnetismo 2. Participou do projeto de extensão 1º Nivelamento Educalab, dando aulas básicas de matemática, física e química aos alunos ingressantes do curso de Física de Materiais. É cofundador da Fismat AluMini Association (FAMA) e mentor fismático na PAAM (Programa de Aconselhamentos Acadêmicos e Mentorias), aconselhando e dando suporte a estudantes do curso de Física de Materiais. Foi cofundador do primeiro capítulo da Sociedade de Estudantes de Física (SPS) na América Latina, promovendo eventos de extensão que uniram a pesquisa em física e o engajamento da comunidade. Atualmente trabalha como cientista e desenvolvedor na Photrek. É pesquisador de Sistemas complexos, Machine Learning e Computação Quântica.

AutorIgor Oliveira