某些持续了一年的冲突或者说战争表明,全球供应链是多么脆弱。
国际事件可能会扰乱制造业,推迟航运,引发恐慌性购买,并导致能源成本飙升。
美国某量子计算的新研究使科学更接近于克服供应链挑战,并在未来动荡时期恢复全球供应链安全。
“在短时间内重新配置供应链是一个非常困难的优化问题,这限制了全球贸易的灵活性。
”她领导开发了一种在量子计算机上设计程序的新方法,她和她的团队认为,在未来某一天,当量子技术变得更加成熟时,这种方法对于解决此类大规模优化问题尤其有用。
优化算法有助于行业执行协调卡车运输路线或管理金融资产等任务。
她说,这些问题通常很难解决,随着变量数量的增加,找到好的解决方案变得更加困难。
解决复杂优化问题的一个潜在的长期解决方案是使用量子计算机,这是一种新兴技术,科学家们相信,它能够比超级计算机更快地找到一些问题的答案。
但构建量子计算技术只是挑战之一。
她说:“还有另一个问题:这是一台量子计算机——我如何实际编程?我如何使用它?”
世界各地的研究人员正在积极开发对未来技术进行大规模优化的算法,希望这些程序能够帮助行业更有效地管理有限的资源,并在劳动力市场、原材料供应或其他物流快速变化的情况下更快地调整运营。
该项目的首席研究员表示,“提出量子算法非常困难。
除了量子计算非常不直观之外,这其中的一个主要原因是,我们开发量子算法的通用框架非常少。
”
编程量子优化算法的一个主要思想是将量子计算机和传统计算机耦合起来一起解决一个问题,称为变分方法。
常规计算机执行控制设置的优化,控制设置指示量子计算机的行为。
这种方法的一个问题是其影响受到传统计算机解决具有大量参数的优化问题的能力的限制。
另一位科学家表示,当量子计算机最终能够实现其承诺时,变分方法可能不实用。
“我们有充分的理由相信,对于变分方法来说,你想要解决的问题的规模太大了;在这种规模下,传统计算机基本上不可能为量子设备找到好的配置。
”他说。
现在科学家们成功地大大降低了经典计算的作用。
使用名为FALQON的新框架(量子优化反馈算法的简称),经典计算机可以不进行任何优化。
它只需要计算器的计算能力,让量子计算机完成所有繁重的工作,理论上允许它处理更复杂的问题,比如当一个主要港口突然关闭时如何有效地改变航运船队的航线。
在这种情况下,框架意味着如何编写算法的结构。
科学家们的核心概念是量子计算机在计算过程中不断调整其结构。
量子计算门的层,即量子算法的构建块,通过反馈过程测量先前层的输出来确定。
“在我运行算法的第一层之后,我测量量子位,并从中获得一些信息。
我把这些信息反馈给我的算法,并用它来定义第二层。
然后我运行第二层,再次测量量子位,将信息反馈给第三层,依此类推。
”