VW, Bosch, Ford i Daimler nastoje da profitiraju na kvantnoj tehnologiji

Ljudi koji su prisustvovali Web Summitu u Lisabonu, mogli da se uvere do koje mere je saobraćaj u portugalskoj prestonici zagušen, kada su napuštali manifestaciju dok im je bila dostupna samo jedna saobraćajna arterija za prevoz.

Međutim, ove godine, posetioci su imali mogućnost da skinu aplikaciju Volkswagen grupe i kanadske tehnološke kompanije D-Wave, koja im je pomogla da odaberu  najbolju moguću rutu ka bilo kojoj destinaciji. Podaci u realnom vremenu se koriste da bi se izbegao saobraćajni haos, ali prava svrha je zapravo da se proširi svest o kvantnim kompjuterima koji obavljaju proračune.

Optimizacijom toka ljudi koji su napuštali događaj, odgovarajući softver pomaže poboljšanju produktivnosti u gradovima i redukovanju zagađenja vazduha. „Mi bismo želeli da ovo prodamo svakome ko je zainteresovan da se oslobodi zagađenja i smanji broj saobraćajnih incidenata“, rekao Florijan Nojkart, glavni naučnik u VW grupi. „Mi smo već započeli pregovore s različitim gradovima.“

Kako inovacije budu sve više vođene softverom, proizvođači automobila kadri da pronađu nove izvore prihoda iz beskrajnih linija jedinica i nula, uživaće u prednosti nad rivalima. Izvlačenje tih podataka zahteva ne samo moć kalkulacije već i brzinu, a tu počiva odlučujuća prednost kvantnih mašina. Zbog svoje sposobnosti da paralelno izvode na hiljade operacija koristeći tek delić energije, oni mogu da reše probleme u sekundama, za šta bi digitalnim kompjuterima bili potrebni dani, meseci ili godine, i sve to uz potrošnju velike količine (skupe) električne energije.

Strateški prioritet

Volkswagen nije jedina automobilska kompanija koja je zainteresovana za kvantne kompjutere. Robert Bosch je otkupio udeo u izdvojenoj jedinici Harvard univerziteta – Zapata Computingu, čiji je cilj da bude vodeći razvojni programer kvantnih algoritama. Najveći svetski snabdevač automobilskim komponentama procenjuje da bi potražnja tržišta za takav specijalizovan softer mogla da dostigne milijarde u okviru deset godina.

Doduše, postoje prepreke koje treba da se prevaziđu pre nego što se postigne „kvantna nadmoć“, odnosno dostigne tačka u kojoj su kvantni kompjuteri  nedvosmisleno efikasniji od svojih digitalnih rođaka. Ipak, automobilske kompanije već sada razmatraju širu primenu ove tehnologije, koja bi potencijalno mogla da promeni pravila igre za sve, od usluga prevoza, preko veštačke inteligencije, pa do dizajniranja automobilskih komponenti. „Kvantnu kompjuterizaciju vidimo kao strateški prioritet“, rekao je Džojdip Goš, Fordov ekspert u ovoj oblasti.

Tačka zaokreta za automobilsku industriju bi mogla da bude kada se šef VW grupe za informatiku, Martin Hofman, pre više od dve godine udružio s D-Waveom, da bi uvideo da li kompjuteri te kompanije mogu Volkswagenu da ponude praktičnu pomoć.

„Kada smo započeli, problemi koji su se pojavljivali su bili tipično akademske prirode, poput obrađivanja prostih brojeva“, priseća se Hofman. „Želeli smo da saznamo kakvim mogućnostima raspolažemo i gde su limiti. Da li možemo da upotrebimo kvantne mašine da bi rešavali probleme u stvarnom svetu?“

Korišćenjem podataka iz saobraćaja, prikupljenih iz hiljada taksi vozila u Pekingu, ovaj tandem bi mogao da odredi najefikasniju rutu za 418 automobila koji se kreću ka aerodromu, tako da ne dođe do bilo kakvog zastoja. Decembra 2017., tim istraživača na čijem čelu je bio Nojkart iz Volkswagena, objavio je revolucionarnu studiju.

„Ovo je dokaz da se mogu rešavati konkretni slučajevi, poput zastoja u saobraćaju, ukoliko možete da ih konvertujete u matematičke algoritme za mapiranje na kvantni hardver“, kaže Goš iz Forda.

Sven Gabor Janski, nemački istraživač trendova i futurolog, veruje da Volkswagenov eksperiment drži ključ u eliminisanju infrastrukture, kao što su semafori. „Sve što vam je potrebno je da prosledite komande koje upravljaju brzinom i pravcem gradskoj floti, tako da više neće biti stvari poput gužvi u saobraćaju“, kaže on.

Ford trenutno radi s NASA-om na istraživanju kako kvantni kompjuteri mogu poboljšati poslovanje. Jedna od ideja koje se proučavaju se odnosi na usmeravanje dizel vozila na taj način da se redukuje emisija štetnih gasova, i to tako da se osigura da se njihovi vozni ciklusi odigravaju u optimalnom rasponu. Druga ideja se tiče poboljšanja produktivnosti u fabrikama.

Pronalaženje najkraće rute

„Postoje mnogi problemi s kojima se suočava naša industrija, koji se mogu izraziti u formi problema koje ima trgovački putnik“, kaže Goš. Ovaj eksperiment, kreiran u cilju pronalaženja najkraće rute između višestrukih destinacija, uz slične varijacije, idealan je kandidat za kvantne kompjutere. Primera radi, automatski vođena vozila u fabrikama japanskog snabdevača Denso, operišu 15 odsto efikasnije uz pomoć D-Wavea. Istraživači u okviru industrije tek počinju da otključavaju brojne potencijale koje ova tehnologija može da obezbedi.

„Dizajniranje bloka motora da bi se masa svela na minimum, ili pronalaženje najboljeg načina da se konfiguriše neuronska mreža, ovo su sve problemi koji mogu biti mapirani u kvantni čip“, kaže Nojkart.

Volkswagen smatra da mu ovi napredni kompjuteri takođe mogu pomoći da baterije za električna vozila učini 40 odsto moćnijim. To je potencijal za koji je zainteresovan Andreas Hintenah, viši menadžer u Daimleru za tehnologiju i istraživanje na polju baterija. „Napredak u poslednjih 18 meseci se dešava brže nego što smo mogli da zamislimo“, rekao je on. „Ovo polje privlači finansiranje univerziteta i čitave generacije mladih studenata. To znači mnogo obimniju naučnu razmenu, produktivnije konferencije i dodatna javno objavljena istraživanja. Ne možete zamisliti nešto bolje.“

Hintenah je član interdisciplinarnog tima u Daimleru, koji blisko sarađuje s partnerima kao što su IBM i Google, čije kvantne mašine mogu da mu pomognu da istraži nove aktivne materijale za elektrolite i elektrode u baterijama. To trenutno predstavlja mukotrpan proces  ispitivanja i grešaka, gde se testiraju nova jedinjenja pre postavljanja uzoraka pod elektronski mikroskop da bi se ispitali problemi poput degradacije.

Jedan pristup ka povećanju energetske gustine je zamenjivanje grafita u ćelijskoj anodi litijumom. Nažalost, sitne čestice metala se odvajaju tokom punjenja i pražnjenja, što menja teksturu površine i stvara pojavu koja se zove „formiranje litijumskog dendrita“. Primera radi, to ga trenutno čini nepodesnim u kombinaciji s kompozitnim polimer elektrolitima. „Ukoliko bismo mogli precizno da predvidimo kako međusobno reaguju četiri ili pet atoma u funkcionalnoj grupi, to bi pomoglo našem istraživanju kakvo međusobno dejstvo imaju litijumska anoda i čvrsti elektroliti“, rekao je Hintenah. On smatra da može brže da predvidi kako elektroni iz različitih materijala, u ovom slučaju elektrolita, mogu razbiti ili formirati hemijske veze uz pomoć kvantnog kompjutera.

Mada njihovo ime zvuči apstraktno, ono proističe iz vremena kada je nauka prvi put svoju pažnju fokusirala na najsitnije građevinske blokove materije i energije, prvobitno nazvanim „kvanti“. Tokom više od jednog stoleća, naučnici, uključujući Alberta Ajnštajna, otkrili su da se objekti na subatomskom nivou ne ponašaju u skladu s Njutnovim zakonima. Tako je započelo proučavanje ovih bizarnih efekata, nazvanih kvantna mehanika.

IT inženjeri ove fenomene obično tretiraju kao „nepoželjne gremline“, jer mogu uneti greške u kompjuterske proračune. Poređenja radi, kompanije poput D-Wavea koriste svoje jedinstvene mogućnosti za modeliranje složenih sistema, postižući fantastično brze rezultate, koji na kraju ne moraju biti 99,9% tačni, ali su dovoljno blizu da odgovaraju svojoj svrsi.

„D-Wave kvantni kompjuter ne dodaje i ne oduzima, on ne radi stvari na koje ste navikli“, kaže Bo Evald, čovek koji je do kraja marta bio šef ove kanadske kompanije. On je sada generalni direktor „startapa“ ColdQuanta, sa sedištem u SAD. „Reč je o fundamentalno drugačijem načinu razmišljanja u vezi s kompjuterima.“

Igranje vije

Evropa kaska u oblasti kvantnog računarstva, tako da Evropska komisija finansira desetogodišnju inicijativu kako bi se rešio ovaj deficit. Reč je o kampanji koja promoviše istraživanje kvantnih tehnologija, vrednoj milijardu evra. Renomirana nemačka laboratorija u Jilihu koristi deo tih sredstava za kreiranje i proizvodnju kompjutera sa do 100 kubita (kvantni bit) u tri godine.

S takvom količinom resursa koji se slivaju u ovu oblast, možda je čak pitanje vremena kada će ova tehnologija postati do te mere raširena da bi jedna automobilska kompanija mogla kupiti takvu mašinu, koja bi joj garantovala neograničen pristup.

„Ljudi su najpre govorili da zaposleni nikada neće imati desktop računar, a sada ga svako ima“, kaže Hintenah iz Daimlera. „Ja ne bih odbacio mogućnost da bismo svi mogli da imamo svoj kvantni kompjuter jednog dana.“

Volkswagen je do te mere uveren u ovu tehnologiju da je podneo zahteve za zaštitu patenata u SAD za tri vezane primene, kaže Hofman. On zamišlja kreiranje „kontrole leta“ za urbana vozila, što naziva kvantnim navođenjem. Savetnik Markus Vinkler veruje da će pioniri poput VW grupe, moći da monetizuju to što su krenuli prvi s ovom tehnologijom, koja bi mogla da poremeti sva dosadašnja pravila. Capgeminijev šef za globalnu automobilsku praksu smatra da bi kvantni algoritmi koje su razvili naučnici poput Nojkarta iz VW-a, a koje koriste šefovi IT sektora poput Hofmana, mogli da budu iskorišćeni za širok spektar primena, od usluga prevoza do predvidivog održavanja.

„Hofman je jedan od IT šefova koji veoma dobro razume da nove tehnologije moraju da se istraže u svakoj pojedinačnoj fazi“, rekao je Vinkler. „Kvantno računarstvo može zaista da bude moderator za tehnologije kao što je mašinsko učenje, a takođe može da ima ogroman uticaj u mnogim ’pametnim gradovima’.“ Skup u Lisabonu, drugim rečima, mogao bi da bude polazna tačka nečeg mnogo, mnogo većeg.

Priredio: Pavle Barta

(284)