Квантовий комп’ютер допоможе Фольксвагену поліпшити батареї

Поліпшення батарей підвищило б популярність електрокарів. І це лише один приклад використання порівняно молодий технології.

Німці не перший рік приміряються до квантових комп’ютерів, придумують різні алгоритми їх використання. Нещодавно вдалося показати можливості таких систем на практичному прикладі: розрахувати оптимальний варіант маршруту до цілі для кількох сотень таксі в Пекіні. А далі області застосування технології будуть суттєво розширені. Про це розповів в інтерв’ю журналу AutomotiveIT Мартін Хофман, ІТ-директор концерну Volkswagen.

«Оскільки квантовий комп’ютер працює абсолютно по-іншому, ви повинні спочатку навчитися правильно описати проблему. Сьогодні таких експертів немає, тому розробники повинні самі знайти ці знання. В лабораторіях Фольксвагена в Мюнхені і Сан-Франциско близько 80 чоловік працюють над даною темою, це фахівці з інформаційних технологій і штучного інтелекту, фізики», — говорить Хофман.

Комп’ютери такого типу використовують явища квантової суперпозиції і квантової заплутаності для колосального прискорення обчислень. Вони вимагають особливого підходу до складання програм, але потенційно здатні вирішувати завдання, на які у звичайних суперкомп’ютерів йшли б тисячі років. Крім того, квантові комп’ютери споживають менше електроенергії: кілька кіловат проти декількох мегават у суперкомп’ютерів на базі класичних кремнієвих чіпів.

Тут показаний квантовий комп’ютер від D-Wave. Сам його процесор невеликий, але він вимагає системи охолодження до 0,015 градусів Кельвіна за абсолютною шкалою, що в 180 разів нижче, ніж температура міжзоряного простору (реліктового випромінювання). Це одна з причин громіздкість і високої вартості установки. (За Цельсієм це -273.)

Поки квантові комп’ютери недосконалі, на їх роботу накладено ряд обмежень, і взагалі у світі є лише кілька діючих зразків. Концерн Volkswagen має віддаленим доступом до таким апаратам, встановленим у компанії Google і у канадської фірми D-Wave (це один з піонерів квантових обчислень). Партнери пропонують автовиробникові свої обчислювальні потужності, а Volkswagen самостійно складає для них задачі і алгоритми рішення. Після ряду дослідів в групи з’явилися перші бібліотеки ЗА і перші інтерфейси програмування для квантових комп’ютерів.

Цікавий факт: незважаючи на північний клімат, який впливає на акумулятори, в Норвегії чисті електрокари складають вже 20,8% продажів, а на першому місці серед них у 2017 році був e-Golf.

За словами Хофмана, перспективні напрямки для таких пристроїв — це вдосконалення систем машинного навчання та алгоритмів, необхідних для автономного транспорту. Сам квантовий комп’ютер в автомобіль не поставиш, але його можна використовувати на стадії розробки відповідних проектів. А друга дуже перспективна область — хімія, умовно, «акумуляторів майбутнього». Процеси, що йдуть у них на молекулярному рівні, дуже складні. Відповідно, вкрай витратним з належною реалістичністю запустити комп’ютерну симуляцію такий хімії, щоб простежувати зміни в мільйони атомів, рух електронів між ними. Тому доводиться вдаватися до тисяч дослідів з «живими» прототипами таких батарей. З квантовим комп’ютером все це справу можна спростити і прискорити.