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近日，汽車制造商寶馬集團(tuán)和量子計(jì)算公司Pasqal宣布達(dá)成新合作，雙方將研究量子計(jì)算算法在金屬成形應(yīng)用建模中的適用性。

汽車行業(yè)是對工業(yè)環(huán)境要求最苛刻的行業(yè)之一，量子計(jì)算可以解決一些關(guān)鍵的設(shè)計(jì)和制造問題。根據(jù)麥肯錫的一份報(bào)告，汽車將成為量子計(jì)算的主要應(yīng)用領(lǐng)域，到2025年左右將產(chǎn)生顯著影響。麥肯錫預(yù)計(jì)：到2030年，量子技術(shù)將為汽車行業(yè)帶來重大經(jīng)濟(jì)影響，產(chǎn)生20-30億美元市場營收的增長。?

在汽車領(lǐng)域，Pasqal具有較多實(shí)踐案例。早在2016年，大眾汽車集團(tuán)就率先成立了專門的量子計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)，并且自2019年以來一直與Pasqal合作，為電池研發(fā)領(lǐng)域的化學(xué)和材料科學(xué)開發(fā)量子方案。

與此同時(shí)，在2021年底寶馬集團(tuán)舉辦的量子計(jì)算挑戰(zhàn)賽中， 歐洲量子計(jì)算軟件開發(fā)商Qu&Co的聯(lián)合小組在“模擬材料變形”類別中獲勝。隨后，Pasqal和Qu&Co進(jìn)行了業(yè)務(wù)合并，Qu&Co強(qiáng)大的算法技術(shù)已與Pasqal的全棧中性原子系統(tǒng)相結(jié)合，雙方共同進(jìn)一步加速量子的商業(yè)應(yīng)用。

Pasqal的首席運(yùn)營官Benno Broer說：“寶馬選中與我們合作的原因是:?在近期量子處理器上解決此類問題的方法中，Pasqal專有的復(fù)雜微分方程解決方案是現(xiàn)實(shí)方法之一。這也將是我們與寶馬集團(tuán)合作解決的材料變形問題所采用的方法。”

截至目前，Pascal的研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)基于中性原子量子處理器開發(fā)出一種數(shù)字模擬現(xiàn)實(shí)的量子方法，相比于超導(dǎo)處理器等競爭對手，Pascal將效率提高至30倍。

Broer解釋了有關(guān)這種數(shù)字模擬方法的更多細(xì)節(jié)：“通過應(yīng)用2量子比特門操作（糾纏2個(gè)量子比特），我們在量子比特之間創(chuàng)建了大量的量子糾纏。隨著糾纏創(chuàng)建得越多，Pascal的方法就更強(qiáng)大、更準(zhǔn)確。在數(shù)字模擬的算法中，我們將這種糾纏操作替換為模擬操作，即多量子比特操作。用這種模擬多量子比特操作替換2量子比特門，以提升方法的高效性和抗噪聲影響。由此，Pascal可以在量子處理器退相干之前，產(chǎn)生更多的糾纏，以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的求解器。”

Pasqal預(yù)計(jì)，在2024年將通過微分方程求解器展示第一個(gè)與行業(yè)相關(guān)的量子優(yōu)勢，將有望應(yīng)用于材料變形模擬場景。這些應(yīng)用模擬包括碰撞測試和加速開發(fā)新的、更輕、更堅(jiān)固的零件和材料，以確保乘客安全，同時(shí)降低車輛的排放和開發(fā)成本。?

Broer講道:“Pasqal的量子模擬方法能夠幫助寶馬極大地降低開發(fā)成本。我們看到一種趨勢，即用數(shù)字研究（創(chuàng)建汽車或汽車零件的‘?dāng)?shù)字孿生’）取代汽車研發(fā)中昂貴且耗時(shí)的構(gòu)建方法和測試周期。與此相關(guān)的經(jīng)濟(jì)利益可量化為物理構(gòu)建和測試過程節(jié)省的成本、節(jié)省的材料成本（既能保持相同結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又能使用更少的金屬）等。最重要的是，顯著縮短了新一代汽車的上市時(shí)間?！?/p>

Broer補(bǔ)充說：“我們的量子方法提供了所需的額外計(jì)算能力，以實(shí)現(xiàn)對汽車更大且更復(fù)雜的部件、乃至整車等設(shè)計(jì)研發(fā)環(huán)節(jié)進(jìn)行精確的‘?dāng)?shù)字孿生’模擬?！?

Pasqal的量子計(jì)算模擬方法現(xiàn)已應(yīng)用于汽車制造，未來將擴(kuò)展到更多領(lǐng)域。Broer指出，針對每一類新的微分方程問題，Pasqal將進(jìn)一步使其量子算法參數(shù)化，從而解決特定類問題。“一旦能夠解決材料變形的問題，我們就可以使用這些求解器來解決該領(lǐng)域之外的問題?！?/p>

原文鏈接：

https://www.eetimes.eu/bmw-pasqal-apply-quantum-computing-to-car-design-manufacturing/

文：Anne-Fran?oise Pelé編譯：卉可編輯：慕一
注：本文編譯自“EE Times”，不代表量子前哨觀點(diǎn)。