大众集团公布「量子计算」北京交通计划，全面解决拥堵问题，1秒内算出1万辆车最优路线！年底前第一代产品就将亮相

作为传统计算机的颠覆者，量子计算自诞生之日起就被视为具有无限的潜力，由于量子所独有的叠加和纠缠特性，使得在利用它进行某些类型的计算时，会比传统计算机快上很多。...

作为传统计算机的颠覆者，量子计算自诞生之日起就被视为具有无限的潜力，由于量子所独有的叠加和纠缠特性，使得在利用它进行某些类型的计算时，会比传统计算机快上很多。



现在包括微软、谷歌、IBM在内的各大科技公司都已经展开了在量子计算方面的研究。与此同时也有像D-Wave一样的创业公司正在尝试这一技术商业化。有专家指出，在五年之内，量子计算机的计算能力就可能赶超当前的超级计算机。

2017年年初，《麻省理工科技评论》更是将实用量子计算评为本年度十大突破性技术之一：“多年来，量子比特和量子计算机多年来很大程度上都是在纸上谈兵，存在于论文中，或者在确定其可行的脆弱的实验中。但今年，科学家们正在将以前的理论设计变成现实。”



图 | 大众集团使用D-Wave 2000Q系统作为两级计算平台

更重要的是，不要以为量子计算只是互联网巨头的天下。作为老牌汽车厂商，大众集团也早就注意到这一技术的发展，并开始利用量子计算来解决复杂的问题。

对此，大众集团的首席信息官Martin Hofmann博士近日表示，“量子计算并不遥远，我们已经将这种技术用于实践了。”



图 | 大众首席信息官Martin Hofmann博士

在北京，常住居民超过 2100 万，车辆保有量超过 500 万，而交通问题一直是这个城市的一大难题。本地出台了很多交通法规，并在交通基础设施方面投入了大量资源，但交通拥堵问题似乎一直都难以缓解。

但没有人会想到，一个科学家团队已经开始使用实用型量子计算机来解决北京的交通问题，难道我们真的离“量子霸权”不远了么？



图 | 北京的堵车场景

大众集团利用量子计算的速度优势，目前正在北京开展了一个交通优化的项目。由 Martin Hofmann 博士带领的 5 名数据科学家组成的团队，采集了 10,000 辆出租车 GPS 数据，同时利用 D-Wave 公司价值 1500 万美元的的量子计算云平台模拟出每辆车从市中心到达机场的最佳路线，他们的目标就是，在32公里的路程中以最快的速度到达目的地，且不会造成交通堵塞。

经过近六个月的试验之后，Hofmann 博士和他的团队在今年三月份给出了最终的成果：他们所开发的算法可以在不到一秒的时间内就给出每辆车的最优行驶路线！



图 | 大众汽车的IT人员在旧金山研究项目

这一结果是十分惊人的，因为如果要依靠普通的计算机，大概需要45分钟才能完成同样的任务，而 45 分钟对于解决交通拥堵来说是无法接受的。

Hofmann博士的下一个项目是在巴塞罗那推出基于量子计算和机器学习技术所开发的导航APP，它可以在短时间预测出前方的交通拥堵状况，并立即给出最佳的替代方案。

不过，Hofmann博士并没有透露更多的项目细节，只是表明第一代产品会在今年年底前亮相，他还说道：“如果技术可以按照我们所预期的那样推进，那么估计在六到八年之后，这个世界上就不会有交通堵塞发生了。”

关于在交通管理中运用量子计算， D-Wave美国区总裁Bo Ewald也表达了自己的观点：“传统计算机在求解相同问题时，你总会得到相同的答案，而我们的量子计算机得到的答案却是一种概率，就像宇宙的运行原理。”



图 | D-Wave美国区总裁Bo Ewald

“在D-Wave量子系统中，你得到的不是一个确定的答案，而是一种可能性的分布概率。所以可能 95% 的结果反映的都是某个问题所导致的数据结果。”Bo Ewald表示。

从标准的计算能力来看，D-Wave量子计算机还是会比传统计算机慢得多，但在解决某些特定的工程问题方面，量子计算机要比现有超级计算机快几千倍！

当然，现在的量子计算还非常早期，甚至连专门的编程语言都没有。但了解计算机历史的人可能知道，上世纪五十年代电子管计算机刚出现时，相关技术及应用的发展也非常缓慢，但最终还是迎来了大爆发。反观目前的量子计算机，与当初的情形非常相似。

量子计算机在解决某些数学问题是要明显超越数字计算机的，比如在优化方面，这也是为什么大众集团会对北京交通管理如此有兴趣的原因。

对此，大众集团首席数据科学家 Florian Neukart 博士表示：“我们使用量子计算来解决北京出租车的行驶路线优化这类非常实际的问题，而以往在解决这类问题时提出的都只是理论方案。“



图 | 大众首席数据科学家Florian Neukart博士

当然，上面提到的北京出租车线路优化只是量子计算的适用领域之一，最终目的还是要开发出能用于各种场景的通用型量子计算机。Neukart博士还补充道：“除了用来做优化，量子计算还能在一些关键的实时应用中发挥作用，比如快速自动化工业机器人、自动驾驶、网络化制造、机器学习，以及智能移动解决方案等。“

致力于将量子计算技术商业化的当然远不止大众集团一家，蓝色巨人IBM也开发出了量子云计算服务，并于今年3月份开始了商用。IBM的高层表示，预计在不到五年的时间内，IBM的量子系统就可以用于解决化学计算和供应链优化等应用之中了。



图 | IBM科学家操作量子计算机

IBM感知系统高级副总裁 Bob Picciano 认为，量子云的能力还不止于此，它甚至可以被用来模拟人体内分子之间的相互作用，不要小瞧了这一功能，它将极大加速新药的研发进程，对人类来说可谓是大功一件。

但是，技术的商业化终究是一件复杂的事情。 IBM公司科学和解决方案副总裁Dario Gil说，当前量子比特的状态还很不稳定，通常受到温度、噪音和频率的干扰而中断，很难保持量子态超过一秒钟。



图 | 量子纠缠态

到目前为止，IBM公司所开发的量子计算机的量子位也非常之少，仅能用于实验目的。最关键的是量子计算还没有与之对应的编程语言，使用起来会十分繁琐。

Gil博士说：“无论是从材料、设备、理论和纠偏等哪个角度来看，量子计算要实现更大的突破都需要巨大的人力物力和时间投入。”

然而，即便为商业利益考量，各家从事量子计算研究的机构也不会懈怠，因为迟早有一天量子计算的能力会将传统计算机远远地甩在身后，而如果想要在未来的竞争中占得先机，就必须要从现在开始早早准备。

参考资料：https://www.technologyreview.com/s/603495/10-breakthrough-technologies-2017-practical-quantum-computers/

https://www.wsj.com/articles/companies-look-to-make-a-quantum-leap-with-new-technology-1494068401

https://motorsport.clickon.co/2017/05/03/quantum-computing-will-manage-traffic-flow-megacities/

http://www.volkswagengroup.it/Apps/WebObjects/VGI.woa/wa/viewContent?id=2053&lang=eng

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