量子インスパイアード コンピューティング、フリート ロジスティクスを最適化する方法
Enel の量子ソフトウェアに関する経験: 作業員へのタスクの自動割り当てとフォトニック コンピューターの実験のための QUBO ソリューション
量子コンピューティングは急速に進化する技術であり、世界中の専門家や企業の注目を集めています。量子コンピューターは、1947 年に最初のトランジスタが実現したように、これまで考えられなかったアプリケーションの可能性を広げます。主要なメーカーからの重要なリリース日は定期的に満たされ、締め切りはしばしば短縮されます。このテクノロジーの競争でトップの座に到達するための大企業の努力は困難であり、投資も同様です。 では、「量子に触発された」革命はいつ起こるのでしょうか? このセクターの主なプレーヤーの予測は明らかです。2030 年までに、最初の汎用量子コンピューターが商用利用できるようになります。
トピックス インデックス:
1量子コンピューティングに基づくソフトウェア ソリューション
2スタッフへの自動タスク割り当てのための Quantum Inspired Computing
3 QUBO、可能な限り最高のソリューション
4量子コンピューティング専用のコミュニティ
5光計算機による実験
6結論
量子コンピューティングに基づくソフトウェア ソリューション
しかし、「量子にインスパイアされた」アプローチを使用すれば、量子コンピューティングに基づくソフトウェア ソリューションを今日すでに開発することができます。従来のハードウェアで開発されたソリューションは、すぐに驚くべき結果をもたらします。このアプローチのおかげで、Enel はわずか 2 年で量子ソフトウェアに基づく製品を開発し、実際のユース ケースを改善することに成功しました。それは、イタリア全土のフリートのロジスティクスの最適化です。これは、量子コンピューティング技術の実用的かつ商業的な採用における大きなブレークスルーを表しています。
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これにより、製造、サービス (特に ICT)、および商業部門に属する共同管理者に対して、第三者自身による自動化された従来の連絡方法を使用して、第三者の製品およびサービスに関する宣伝用の通信を送信することができます。誰にデータが伝達されるか。
Milan Polytechnic の Quantum Computing Observatory によって実施された調査では、イタリアで事業を展開しているテクノロジの需要において最大の企業 106 社の視点が分析され、量子テクノロジに基づくソリューションの採用が依然としてニッチなテーマであることが実証されています。非常に少ないケース。したがって、イノベーションの強い文化、投資能力、および競争上の優位性を切り開く意志を持つ少数の企業を除いて、イタリアへのアプローチはまだ初期段階にあります。
Enel Group の一部門である Enel Gridsは、世界中の配電を管理し、8 か国の 7,600 万人のエンドユーザーに電力を供給し、回復力があり、参加型で持続可能な配電ネットワークを通じてクリーンな電化を促進しています。大きな関心を持ち、それらから生じる可能性のある機会をつかむ準備ができているように取り組んでいます。
スタッフへの自動タスク割り当てのための Quantum Inspired Computing
ワーク フォース マネジメント製品および Q-Beat オプティマイザの責任者であるMichele Grapulinは、エネルが量子にインスパイアされたアプローチを開始した理由について、ミラノ工科大学の量子コンピューティングおよび通信天文台のディレクターである Valeria Portale からインタビューを受け、次のように答えています 。「私たちがこの道を歩むようになった主な理由は 2 つあります。時間とビジネスの制約を考慮して、効果的な解決が必要な複雑な問題に取り組みます。Enel Grids Digital HUB 部門の使命は、高度なソリューションを開発し、市場で入手可能な最高の技術を特定することです。これが、当社のマネージャー、特に Fabio Veronese が、ネットワークのデジタル化の発展をサポートできる技術の研究に何年にもわたってリソースとエネルギーを投資してきた理由です。
私たちは、人工知能企業と協力して、高度な量子インスパイアード コンピューティング アプローチを適用する最初のユース ケースを特定しました。それは、運用スタッフにタスクを自動的に割り当てるプロセスを改善し、ロジスティクスを最適化することです。実際、私たちのスタッフは、活動の優先度、オペレーターのスキル、顧客とのアポイントメントなど、すべてのビジネス上の制約を尊重しながら、実行される活動の数を最大化するために、最適化されたルートに従って毎日現場に出向く必要があります。 . 現在のジョブ スケジューリング システムは、すべての保守タスクを受信し、Enel ユニットの職長にインターフェイスを提供して、タスクの手動割り当てと分類を容易にします。
毎日自動モードで作業計画を作成する人員への活動の自動割り当ては、まさに製品に存在する最も高度な機能です。Enel の新しい運用モデルでは、計算の複雑さが指数関数的に増大しました。これは、これまで以上に広大な土地を最適化する必要があるためです。以前は、活動の割り当ては 1 つのユニットのレベルで行われていました。新しいモデルでは、このアクティビティをより高いレベル、つまりさまざまなユニットの集合体のレベルに引き上げたいと考えています。これはデータと複雑さの大幅な増加につながり、QUBO で量子モデリングを適用するのに理想的な状況です。」
QUBO、可能な限り最高のソリューション
「QUBO の Q は 'Quantum' の Q を思い起こさせるようですが、実際には QUBO という頭字語は Quadratic Unconstrained Binary Optimization の略で、組み合わせ最適化問題を解決するためによく使用される手法です。組み合わせ最適化問題は、利用可能なすべての解の中から可能な限り最良の解を見つけることを目的としています。複雑性理論のレベルでは、QUBO は複雑な NP 問題として組み立てることができます。単純化するために、従来のコンピューターでは解決が難しい問題です。たとえば、巡回セールスマン問題、最大カット、グラフの頂点の色付けなど、従来のコンピューターでは解決が困難なさまざまな問題をさかのぼることができます。
Quantum Inspired アプローチのおかげで、重要な結果と、量子ソフトウェアに基づく最適化製品を生産に持ち込む可能性がすぐに得られましたが、従来の高並列計算機 (コンピューター グラフィックスに使用されるプロセッサ) で処理されます。これは、革新的なソリューションをすぐに利用できるようにすることを意味し、将来的には量子コンピューターで処理できるようになります。
2 年も経たないうちに、この製品をイタリアのすべての事業部門に拡大し、仕事の割り当ての質と時間を大幅に改善し、オペレーターの移動を最適化し、作業時間に関連して移動時間を 30% 短縮しました。前回のアプリと比較。また、古いアルゴリズムと比較してアルゴリズムの処理時間を大幅に改善し、イベントベースの障害管理などの新しい進化を可能にしました。この結果は驚くべきものです。イタリア全土で毎日エネルのネットワークを維持しているこの分野の同僚の数を考えてみてください。現場で毎日 10,000 人の労働者が合計 80,000 時間の作業と移動 (それぞれ 8 時間の作業時間) を行っていると見積もることで、これらの新しいアルゴリズムによってもたらされる経済的節約をすぐに理解できます。」
量子コンピューティング専用のコミュニティ
量子コンピューターが市場で利用可能になったときに備えるために、エネルは、さまざまなデータ サイエンティストが参加する量子コンピューティング専用のコミュニティのおかげで、社内の専門知識も開発しています。そして、このテーマに関する専門家のグループを形成します。主な目的は、量子アルゴリズムを適用する新しいユースケースを特定し、新しい研究と技術から始めることです。Enel は、Annealer の分野における最新の開発、特にカナダの D-Wave 計算機のさまざまなバージョンを独自の実際のデータでテストしました。最適化の開始は、D-Wave 2000Q および D-Wave Advantage プロセッサを使用して、ネイティブ クラウド サービスと、Amazon AWS Braket サービスを使用して直接エネルが所有するサーバーの両方を活用して、実際のデータを使用して実行されました。これらの実験は、QPU の現在の限界だけでなく、Quantum を従来のビジネス アーキテクチャに統合する大きな可能性も浮き彫りにしました。
光計算機による実験
そのアルゴリズムを改善し、ますます量子指向にすることを目的として、量子物理学の最も有望で最近の分野の1つであるフォトニックコンピューターなど、他の革新的な分野でも実験が進行中です。これらの計算機は、解決すべき問題の主な情報を表すように構成された干渉計の組み合わせによって与えられる複雑な機器内の光ファイバー ケーブルを通過する光の流れを利用します。出口で検出された光のビームを数えることにより、最初に構成された問題の解決策が非常に迅速に見つかります。
特に、Enel は、カナダの会社Xanaduが提供するフォトニック量子ハードウェアシミュレーション ライブラリのおかげで、高度なガウス ボソン サンプリング技術を研究し、適用しました。
結論
Enel のような大企業では、ユース ケースを作成し、間違いを犯し、ソリューションを試し、さまざまな方法を検討して、効率的に従うことができるものを特定することができます。重要なことは、具体性を追求し、進化するテクノロジーとその応用の可能性を安定的に結びつけることです。
各イノベーションは、その品質と実際の利点を評価するために直接検証されており、商用目的のみに基づいて技術や製品を選択する危険を冒すことなく、できるだけ早く完全な量子アプローチに切り替える準備ができている可能性があります。
量子コンピューティングのテーマは、サプライヤと製品に囲まれたすべての企業にとってますます重要になります。競争力を維持し、時代に歩調を合わせるには、これらの技術を支配することが不可欠です。
（リンク：https://www.ai4business.it/quantum-computing/quantum-inspired-computing-come-ottimizzare-la-logistica-delle-flotte/）