量子計(jì)算賦能新領(lǐng)域 助力Nippon Steel改善工廠調(diào)度

北京時(shí)間6月25日消息（余予）全球鋼鐵制造商N(yùn)ippon Steel日前與劍橋量子計(jì)算公司 (CQC)和霍尼韋爾合作優(yōu)化工廠調(diào)度問(wèn)題。

據(jù)了解，Nippon Steel是世界上最大的鋼鐵制造商之一。這家總部位于東京的公司在 2019 年便生產(chǎn)了超過(guò) 5000 萬(wàn)噸的鋼鐵產(chǎn)品。

Nippon Steel長(zhǎng)期以來(lái)一直在先進(jìn)的計(jì)算和技術(shù)上進(jìn)行投資，以幫助員工優(yōu)化調(diào)度并最大限度地提高工作效率。現(xiàn)在，它正將注意力放在量子計(jì)算上。

Nippon Steel首席研究員 Koji Hirano 表示，“鋼鐵廠的調(diào)度是我們面臨的最大后勤挑戰(zhàn)之一，我們一直在尋找簡(jiǎn)化和改進(jìn)的方法。”

復(fù)雜的問(wèn)題

制造鋼鐵需要多個(gè)步驟，幾十年來(lái)保持不變。工廠首先將鐵礦石、煤和其他材料加工成鋼片（鐵和碳的合金），然后將其轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。

原材料、中間產(chǎn)品以及多個(gè)訂單、訂單類(lèi)型（鋼材等級(jí)）和尺寸、生產(chǎn)數(shù)量、期限和其他規(guī)格等因素，鋼鐵廠的運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜性顯著增加。

考慮到變量的數(shù)量，簡(jiǎn)化或優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程或調(diào)度是具有挑戰(zhàn)性的。但它也代表了一個(gè)可以顯著提高效率和降低運(yùn)營(yíng)成本的領(lǐng)域。

上述挑戰(zhàn)并非鋼鐵制造業(yè)獨(dú)有，類(lèi)似的組合優(yōu)化問(wèn)題在全球制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)和分銷(xiāo)系統(tǒng)中同樣存在。

即使是使用當(dāng)今的超級(jí)計(jì)算機(jī)，也很難找到最佳解決方案。量子計(jì)算機(jī)利用某些量子物理現(xiàn)象同時(shí)表示多個(gè)解決方案并從中找到最佳解決方案，這使其非常適合應(yīng)對(duì)此類(lèi)優(yōu)化挑戰(zhàn)。

前景光明

然而，今天的量子系統(tǒng)仍處于初期階段，還不能解決所有存在的變量，因此 CQC 和Nippon Steel制定了一個(gè)具有代表性的問(wèn)題。系統(tǒng)模型 H1 只需幾步即可找到最佳解決方案。

“我們將這個(gè)問(wèn)題擴(kuò)展到更大的實(shí)例上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果令人激動(dòng)。”Mehdi Bozzo Rey表示，“這個(gè)實(shí)驗(yàn)展示了系統(tǒng)模型 H1同現(xiàn)代量子算法相結(jié)合產(chǎn)生的效果以及這項(xiàng)新興技術(shù)的前景。”

霍尼韋爾量子解決方案總裁 Tony Uttley 表示，這一合作展示了公司是如何使用量子計(jì)算機(jī)來(lái)解決復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題。

“Nippon Steel和劍橋量子計(jì)算合作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，量子計(jì)算將成為公司尋求競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的強(qiáng)大工具，”他表示。

擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域

本月早些時(shí)候，霍尼韋爾宣布旗下業(yè)務(wù)部門(mén)霍尼韋爾量子系統(tǒng)（HQS）與劍橋量子計(jì)算合并組建全球最大的獨(dú)立量子計(jì)算公司。

對(duì)于CQC的首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人Ilyas Khan和Uttley來(lái)說(shuō)，與新日鐵的合作表明新公司將把研究重點(diǎn)放在解決全球挑戰(zhàn)上。

“高效且有效的供應(yīng)鏈對(duì)社會(huì)至關(guān)重要，供應(yīng)鏈的任何中斷都可能產(chǎn)生巨大的影響，”Ilyas Khan 表示，“霍尼韋爾和 CQC 正利用量子計(jì)算減少供應(yīng)鏈中斷的情況，我們希望將其應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。”

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