量子导航即将上路:实时更新,全局优化,不仅更快还能解决拥堵
據《華爾街日報》報道,大眾汽車正計劃下周于葡萄牙首都里斯本測試一種由量子計算機驅動的導航 App。據介紹,這是大眾全新計劃的一小部分,旨在將量子計算引入到旗下汽車之中。
總部位于德國的大眾是全球銷量最高的汽車制造商之一,這家公司對于新技術的探索遠不止電動汽車和自動駕駛。去年 11 月,大眾首席信息官 Martin Hofmann 就曾表示,其研究項目已經發展成為基于量子計算的交通管理系統,并可為大眾汽車提供商業服務。
首先投入測試的「量子導航車」是里斯本市內 9 輛投入運營的公共汽車,在 Web Summit 會議期間,這些車輛將被用于大會和城市其他地區之間的乘客接駁任務。每輛汽車都將裝有一臺 iPad 以加載量子導航程序,而其背后的計算則由加拿大量子計算公司 D-Wave 來提供。
該應用通過云端的量子計算服務來幫助公交車計算最快的行經路線,其規劃速度幾乎完全是實時的。預計可以減少交通擁堵,并減少乘車人的出行時間。
與目前廣泛使用的傳統導航不同,大眾的量子導航 App 可以實時地為每輛使用該軟件的汽車規劃特有的路線——而傳統導航應用通常只能向用戶顯示哪些道路擁堵程度較低,并向同一個區域中的所有車輛提供相同的信息。
「我們將會改變交通的形式,它會成為一個里程碑式的發展,」Hofmann 說道。
Hofmann 表示,大眾希望在 2020 年中期與合作伙伴一同讓量子導航技術在高密度城市的公共交通系統中落地。
雖然很多專家一直認為,由于硬件上的技術挑戰,量子計算距離應用還有很長的一段路要走,而且量子計算機對于導航中路徑規劃任務上的優勢尚存爭議,但大眾汽車的試點項目表明,研究人員對于量子計算能力的掌控正在不斷進步。
D-Wave 首席執行官 Vern Brownell 表示,量子導航 App 可以解決的問題包括更為復雜的宏觀交通優化,這超過了當今超級計算機的能力范圍。
大眾汽車與 D-Wave 三年之前還曾合作進行了北京交通的模擬,兩家公司使用量子計算機為 1 萬輛出租車規劃最優路線,使得它們能夠以最快速度往返北京市區與機場,并避免交通擁堵。
下周在里斯本的測試規模會小很多,不過它也是首次真實環境中的演練:這些公交車共會停靠 26 站,以大會舉辦場地為中心向四個方向延伸。
據介紹,這一應用的工作流程是這樣的:首先,在常規計算機上的算法將會提前 45 分鐘預測 26 個站點中的乘客流量高峰,其數據來自用戶的手機。隨后,量子計算機將會以毫秒為單位,為每輛公交車計算最優路線,它會考慮數百萬條有關交通擁堵和乘車需求的實時數據。并每兩分鐘為公交車分配一條單獨路線,以降低交通流量。
Hofmann 稱,在經典計算機上進行相同的計算將花費數十分鐘時間。
在量子計算上,各家公司和研究機構的方向不盡相同。來自谷歌、IBM、微軟、英特爾等公司的研究人員希望打造通用量子計算機,即能夠解決任何計算問題的機器。而 D-Wave 采用了被稱為退火的不同方法,其應用范圍被限制在更小范圍的問題中。
D-Wave的量子計算機
不過,D-Wave 的商用化來得更快。目前,開發者們已經可以通過云服務在 D-Wave 量子計算機上運行開源算法。
近幾個月來,量子計算領域的新進展令人興奮:10 月 24 日,谷歌在被稱為「量子優越性」方向上的重大突破研究,登上了《自然》雜志 150 周年版的封面,被認為是量子計算的一次里程碑事件。
谷歌的最新研究已證明,量子計算機的能力已經達到了目前最為強大的超算也無法企及的程度——它可以在 3 分 20 秒內完成特定任務的運算,而目前世界排名第一的超級計算機、美國能源部橡樹嶺國家實驗室的「Summit」執行同樣任務需要大約一萬年時間(當然,這一說法遭到了 IBM 的質疑)。
在技術突破之后,谷歌也將逐步開放自己的技術,它將首先向「親密合作伙伴」名單開放量子計算機的訪問權限,其中包括戴姆勒、大眾和美國能源部。
總結
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